LAPORAN TUGAS AKHIR
PENINGKATAN KINERJA SOLAR SEL LABORATORIUM ENERGI MENGGUNAKAN MOTOR DC SEBAGAI PENGGERAK PANEL SURYA SECARA OTOMATIS DENGAN SISTEM KOMPUTERISASI DISUSUN DAN DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SYARAT - SYARAT MEMPEROLEH GELAR DIPLOMA III POLITEKNIK
DIUSULKAN OLEH :
IWAN RUHIYANA
3206120306
JANUAR FIRMANSYAH
320612032Z
SELDI BUDIARTA
3206120501
JURUSAN TEKNIK MESIN PROGRAM STUDI TEKNIK ENERGI POLITEKNIK NEGERI JAKARTA DEPOK 2009
LEMBAR PERSETUJUAN
PENINGKATAN KINERJA SOLAR SEL LABORATORIUM TEKNIK ENERGI MENGGUNAKAN MOTOR DC SEBAGAI PENGGERAK OTOMATIS DENGAN SISTEM KOMPUTERISASI
Disusun oleh : Seldi Budiarta
3206120501
Januar Firmansyah
320612032Z
Iwan Ruhiyana
3206120306
Tugas Akhir ini telah disetujui untuk diujikan
Pembimbing
Indra Silanegara, ST, MTI NIP. 196906051 198911 1 001
ii
LEMBAR PENGESAHAN PENINGKATAN KINERJA SOLAR SEL LABORATORIUM TEKNIK ENERGI MENGGUNAKAN MOTOR DC SEBAGAI PENGGERAK OTOMATIS DENGAN SISTEM KOMPUTERISASI Disusun oleh : Seldi Budiarta
3206120501
Januar Firmansyah
320612032Z
Iwan Ruhiyana
3206120306
Diterima oleh Tim Penguji Tugas Akhir Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Jakarta Agustus 2009 Penguji : 1. Tatun H Nufus , MSI
1. ....................................
NIP.19660416 199512 2 001 2. P. Jannus ST, MT
2. ....................................
NIP.19630426 198803 1 004 3. Gungun Ramdlan Gunadi, MT
3. ....................................
NIP.19630426 198903 1 001 Disahkan oleh Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Jakarta Ketua Jurusan
Fachruddin, ST, MT NIP. 19560201 198603 1 002 iii
LEMBAR PERNYATAAN PLAGIASI
Kami yang bertanda tangan dibawah ini : 1. Seldi Budiarta
3206120501
2. Januar Firmansyah
320612032Z
3. Iwan Ruhiyana
3206120306
Menyatakan bahwa judul dan isi laporan tugas akhir ini bebas dari plagiasi. Demikian pernyataan ini kami buat dengan sebenarnya.
Depok, Agustus 2009 a.n Kelompok TA
Seldi Budiarta NIM. 3206120501
iv
ABSTRAK
Rancang bangun alat peningkatan kinerja solar sel dengan menggunakan sistem komputerisasi merupakan suatu alat yang dirancang untuk meningkatkan kinerja solar sel berupa intensitas dan tegangan yang tinggi, karena dalam proses konversi energinya intensitas cahaya matahari sangat berpengaruh terhadap tegangan yang dihasilkan solar sel. Semakin besar intensitas yang diterima solar sel, maka semakin besar juga tegangan yang dihasilkan solar sel tersebut. Agar intensitas yang diterima solar sel besar maka panel surya hendaknya dihadapkan tepat ke arah matahari (intensitas tertinggi). Maka daripada itulah penggerak secara otomatis dibuat. Dalam pengerjaan alat ini hal yang perlu diperhatikan adalah menentukan besarnya tegangan maksimal dari solar sel tersebut, sehingga dengan itu kita dapat menentukan motor DC apa yang tepat digunakan untuk penggerak panel solar sel tersebut. Setelah mengetahui spesifikasi motor DC tersebut, maka dilanjutkan dengan pembuatan konstruksi dan rangkaian mikrokontroller. Untuk memerintahkan motor menggerakkan panel ke arah intensitas tertinggi dengan pedoman pada sensor cahaya yang dipasang pada panel surya tersebut. Sehingga dengan penggerak panel secara otomatis ini nantinya solar sel mampu menghasilkan tegangan yang maksimal yang mana setelah diberi beban AC ataupun DC akan diketahui intensitas, arus dan tegangannya melalui komputer berupa grafik.
Intensitas,solar sel,gerak panel,tegangan DC-AC v
ABSTRAK
For using higher solar cell, with use the DC motor as otomatis system, could be doping by computerize thing which build for solar cell high level. In proccesing for energy conversed insiden solar cell, the intense of sight is very impacted to output voltage. When the intense keeping on higher ,to output voltage on that solar cell. For intensity more keep on higher, the solar cell, has to directing to the sun, thets why the otomatis system made it. For the proccesing made it ouput voltage on the solar sel is very impacted for search DC motor, after that next to made a konstruction of solar cell panel. The microcontroller use for move solar cell as otomatis system to the high intense, with injfluence to the light sensor. With use the motor DC as otomatis system, the solar sel can result to maksimum output voltage, Direct Curent or Alternating Curent, and the graph of intenze, voltage can you see on the computerize.
Intensity, solar cell, DC-AC,Voltage.
vi
KATA PENGANTAR
Bismillahhirrahmanirrahim Segala pujian dan syukur hanya ditujukan kepada Allah SWT, yang telah melimpahkan rahmat, nikmat, hidayah dan karunia-Nya, sehingga dengan seizinNya penulis mampu menyelesaikan penulisan dan pembuatan Tugas Akhir ini yang berjudul “Peningkatan kinerja solar sel laboratorium teknik energi dengan menggunakan motor DC sebagai penggerak panel secara otomatis dengan sistem komputerisasi”. Tugas akhir ini disusun dan dibuat untuk melengkapi persyaratan memperoleh gelar Diploma III Politeknik Negeri Jakarta Jurusan Teknik Mesin Program Studi Teknik Energi. Sehubungan dengan penyelesaian Tugas Akhir ini, penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Indra Silanegara, ST, MTI selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir 2. Tatun Hayatun Nufus, ST, MT selaku Dosen Energi Alternatif 3. Rekan kelompok tugas akhir penulis, yaitu : Januar Firmansyah, Iwan Ruhiyana, dan Seldi Budiarta, serta rekan-rekan mahasiswa Politeknik Negeri Jakarta Program Studi Teknik Energi, khususnya kelas 6 i. Penulis mengharapkan apa yang telah disusun dalam penulisan ini dapat berguna bagi penulis dan rekan-rekan mahasiswa pada umumnya. Penulis menyadari masih ada kekurangan-kekurangan dalam penulisan Tugas Akhir ini, tentu saja saran dan kritik yang membangun dari pembaca sangat diharapkan agar di lain waktu Tugas Akhir ini dapat dikembangkan secara lebih baik. Depok, Agustus 2009
Penulis vii
DAFTAR ISI
Halaman Judul ............................................................................................ i Lembar Persetujuan .................................................................................... ii Lembar Pengesahan
................................................................................ iii
Lembar Pernyataan Bebas Plagiasi.............................................................. iv Abstrak ...................................................................................................... v Kata Pengatar ............................................................................................ vii Daftar Isi .................................................................................................... viii Daftar Tabel .............................................................................................. x Daftar Gambar ........................................................................................... xi Daftar Lampiran ......................................................................................... xii BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah .................................................................. 1 1.2 Permasalahan ................................................................................... 2 1.3 Pembatasan Masalah ....................................................................... 2 1.4 Tujuan dan Manfaat ........................................................................ 2 1.5 Gambar 3 (tiga) Dimensi ................................................................. 3 BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Energi Surya ............................................................................................. 4
2.2 Radiasi Surya ................................................................................... 5 2.3 Sel Surya (solar sel) ......................................................................... 6 2.3.1 Prinsip Kerja Sel Surya Konvensional Silikon .................... 7 2.3.2 Pengaruh Suhu pada Sel Surya ............................................ 9 2.3.3 Pemasangan Sel Surya ......................................................... 9 2.4 Penyimpanan Arus Listrik ............................................................... 10 2.4.1 Pengisian Baterai .................................................................. 10 2.4.2 Cara-cara Pengisian Baterai ( Aki ) ..................................... 11 2.4.3 Alat Pengatur Energi Baterai ( BCR ) .................................. 14 2.4.4 Beban ................................................................................... 15 2.5 Motor DC ......................................................................................... 15 2.5.1 Prinsip Dasar Membangkitkan Tenaga Putaran .................. 17 2.5.2 Prinsip-prinsip dari Motor DC ............................................. 18 2.5.3 Hubungan Antara Tenaga Putaran dan Kecepatan .............. 18 2.6 LDR ................................................................................................. 20 2.7 Inverter ............................................................................................. 20 viii
2.8 Seperangkat Mikrokontroller ........................................................... 21
BAB III
PERANCANGAN PRODUK
3.1 Perhitungan ...................................................................................... 22 3.1.1 Metode Pembuatan dan Ukuran per Bagian ....................... 22 3.1.2 Analisa Perhitungan Daya Motor ................................... 24 3.1.3 Spesifikasi Komponen ............................................... 25 3.2 Gambar per Bagian ....................................................................... 28 BAB IV
REALISASI RANCANG BANGUN
4.1 Gambar Lengkap dan Spesifikasinya ............................................... 30 4.2 Jadwal Pelaksanaan ....................................................................... 32 4.3 Biaya ............................................................................................... 33 BAB V
PENGUJIAN HASIL
5.1 Deskripsi Pengujian ....................................................................... 34 5.2 Prosedur Pengujian ....................................................................... 35 5.3 Data Hasil Pengujian dan Analisa ................................................... 37 BAB VI
PENUTUP
6.1 KESIMPULAN ............................................................................. 50 6.2 SARAN .......................................................................................... 51
DAFTAR PUSTAKA
....................................................................... 52
LAMPIRAN .............................................................................................. 53
ix
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 5.1 Pengujian Daya DC secara Diam Penuh (Posisi Panel 180°).
37
Tabel 5.2 Pengujian Daya AC secara Diam Penuh (Posisi Panel 180°).
38
Tabel 5.3 Pengujian Daya DC Panel Mengarah pada Matahari
39
Tabel 5.4 Pengujian Daya AC Panel Mengarah pada Matahari
40
Tabel 5.5 Nilai Rata-rata pada semua Pengujian pada Beban DC
41
Tabel 5.6 Nilai Rata-rata pada semua Pengujian pada Beban AC
45
x
DAFTAR GAMBAR
HALAMAN
2.1 Gambar 3 Dimensi PLTS
4
2.2 Standar Spektrum Radiasi Surya
5
2.3 Struktur Sel Surya Silikon pn-junction
7
2.4 Cara Kerja Sel Surya Silikon
7
2.5 Karakteristik Kurva I-V pada Sel Surya
8
2.6 Bagian-bagian Motor DC
15
2.7 Struktur Motor DC
18
2.8 Sirkuit Ekuivalen untuk Motor DC
18
2.9 Motor DC dengan Kecepatan Karakteristik
19
2.10 Inverter
20
2.11 Skema Mikrokontroller
21
5.1 Nilai Rata-rata Tegangan dan Arus pada semua Pengujian Untuk Beban DC
41
5.2 Nilai Rata-rata Tegangan dan Arus pada semua Pengujian untuk Beban AC
45
5.3 Perbandingan Tegangan pada Output Solar Sel terhadap Waktu pada Kondisi Konstan dan Otomatis 5.3 Penurunan Tegangan terhadap Beban dan Waktu
47 48
xi
DAFTAR LAMPIRAN
1. Skema Pemakaian Beban Langsung dari Solar Sel 2. Flowchart 3. Blok Diagram 4. Skema Charger AKI dan Suplay Arus Mikrokontroller 5. Data Sheet AVR 8535 6. Skematic AVR 8535 7. LDR 8. Gambar Asli (beban) 9. Gambar Asli (tampak samping) 10. Gambar Asli (tampak depan)
xii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah Solar sel (sel surya) merupakan suatu komponen elektronika yang terbuat dari bahan semikonduktor berupa silikon atau germanium yang digunakan untuk mengubah energi surya menjadi energi listrik dalam bentuk arus searah DC. Energi surya ini sangat potensial digunakan karena dapat diterima hampir di seluruh permukaan bumi. Di samping itu energi surya merupakan alternatif bagi cadangan sumber energi yang hampir habis dengan konsumsi energi yang semakin besar. Energi yang dihasilkan sel surya bergantung pada intensitas matahari yang diterima oleh sel surya tersebut, semakin besar intensitas yang diterima oleh sel surya maka semakin besar energi yang dihasilkan oleh sel surya tersebut, begitu juga sebaliknya semakin kecil intensitas yang diterima oleh sel surya tersebut maka semakin kecil energi yang dihasilkan. Maka dari itu agar sel surya dapat menerima intensitas matahari dengan maksimal, sel surya tersebut sebaiknya difokuskan ke arah intensitas matahari yang tertinggi dengan menggerakkan panel surya dengan sistem kontrol. Dengan memperhatikan hal di atas maka kami mencoba untuk mengembangkan pemanfaatan energi ini melalui tugas akhir yang berjudul “Peningkatan kinerja solar sel laboratorium teknik energi menggunakan motor DC untuk menggerakkan panel surya secara otomatis dengan sistem komputerisasi” dan sekaligus menerapkan ilmu teknik energi yang didapat untuk hal yang bermanfaat dan memiliki maslahat yang tinggi untuk pengembangan ilmu pengetahuan, masyarakat, bangsa dan negara.
1
1.2
Permasalahan Dalam rancang bangun tugas akhir ini, permasalahan yang harus
diperhatikan adalah: 1. Bagaimana kinerja dari sel surya setelah diberi penggerak panel dengan sebelum diberi penggerak panel dan faktor yang mempengaruhi tegangan yang dihasilkan solar sel? 2. Komponen apa saja yang digunakan untuk meningkatkan kinerja dari solar sel dan apa peranan komponen tersebut?
1.3
Pembatasan Masalah
Pembatasan masalah pada penulisan tugas akhir ini diprioritaskan pada: 1. Diprioritaskan pada bagaimana agar solar sel dapat bekerja secara maksimal dan energinya dapat digunakan dalam bentuk beban DC maupun beban AC. 2. Perbandingan kinerja dari solar sel setelah menggunakan penggerak motor dengan tanpa menggunakan motor (posisi panel konstan 1800).
1.4
Tujuan dan Manfaat Kegunaan alat ini adalah sebagai aplikasi atau perwujudan dalam bentuk
realisasi mata kuliah yang telah diterima oleh penulis. Rancangan bangun ini bertujuan untuk : 1. Meningkatkan kinerja dari solar sel laboratorium teknik energi dengan menggunakan motor DC sebagai penggerak panel surya. 2. Pemanfaatan sumber energi surya sebagai energi alternatif. 3. Untuk mengetahui perbandingan nilai tegangan keluaran dari solar sel sebelum dan setelah menggunakan motor penggerak panel. 4. Sebagai sarana praktikum di Laboratorium Teknik Energi dan untuk pengembangan program mata kuliah energi alternatif Politeknik Negeri Jakarta.
2
1.5
Gambar 3 (tiga) Dimensi 2 1
3
4
5
Spesifikasi Rancang Bangun Panel Surya Spesifikasi dari rancangan yang kami buat adalah sebagai berikut : 1. Kerangka tempat solar sel 2. Rumah - rumah LDR 3. Poros gear penggerak panel 4. Besi berbentuk pipa penyangga solar sel 5. Pondasi panel 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Cahaya matahari diserap oleh sel surya dan diubah menjadi energi listrik. Energi listrik yang dihasilkan dapat disimpan kedalam baterai kering. Setelah penuh, energi yang disimpan dikeluarkan kembali menjadi tegangan DC. Kemudian tegangan DC tersebut dapat digunakan dalam beban DC dan dapat dikonversikan menjadi tegangan AC 220 V oleh alat yang disebut “Inverter”. Tegangan yang telah dihasilkan dapat digunakan langsung kebeban (Lampu). Agar sel surya dapat menyerap sinar matahari dengan baik, maka digunakan motor DC sebagai pengaturan pada sel surya dengan mengikuti ke mana arah matahari bergerak.
Gambar 2.1. Gambar 3 Dimensi PLTS
2.1
Energi Surya Energi surya adalah suatu radiasi yang terjadi karena reaksi fusi nuklir
pada inti matahari. Energi surya sampai ke bumi dalam bentuk paket-paket energi yang disebut photon. 4
Dalam kaitannya dengan sel surya, perangkat yang mengkonversi radiasi sinar matahari menjadi energi listrik, terdapat dua paramater dalam energi surya yang paling penting : Pertama adalah intensitas radiasi, yaitu jumlah daya matahari yang datang kepada permukaan per luas area, kedua adalah karakteristik spektrum cahaya matahari. Intensitas radiasi matahari di luar atmosfer bumi disebut konstanta surya, yaitu sebesar 1365 W/m2. Setelah disaring oleh atmosfer bumi, beberapa spektrum cahaya hilang dan intensitas puncak radiasi menjadi 1000 W/m2. Nilai ini adalah tipikal intensitas radiasi pada keadaan permukaan tegak lurus terhadap sinar matahari dan pada keadaan cerah. Sebagai contoh apabila seseorang mengikuti pergerakan matahari dalam delapan jam, maka ratarata intensitas radiasi surya yang diterima per hari sekitar 1000 x (8/24) = 333 W/m2. Pada permukaan yang diam, nilai tipikal pada keadaan cerah yaitu antara 180 W/m2 sampai dengan 270 W/m2 [1]. Dengan melalui atmosfer bumi, radiasi surya diatenuasikan oleh berbagai partikel diantaranya seperti : molekul udara, aerosol, partikel debu dan lain-lain. Sehingga menghasilkan spektrum seperti ditunjukkan pada Gambar 2.2
Gambar 2.2. Standar Spektrum Radiasi Surya [1].
2.2
Radiasi Surya Intensitas radiasi matahari akan berkurang oleh penyerapan dan
pemantulan oleh atmosfer saat sebelum mencapai permukaan bumi. Ozon di atmosfer menyerap radiasi dengan panjang gelombang pendek (ultraviolet) sedangkan karbondioksida dan uap air menyerap sebagian radiasi dengan panjang 5
gelombang yang lebih panjang (infra merah). Selain pengurangan radiasi bumi langsung (sorotan) oleh penyerapan tersebut, masih ada radiasi yang dipancarkan oleh molekul-molekul gas, debu dan uap air dalam atmosfer. Ada tiga macam cara radiasi matahari/surya hingga sampai ke permukaan bumi yaitu : a. Radiasi Langsung Radiasi langsung adalah radiasi yang diterima langsung dari matahari tanpa perubahan arah. b. Radiasi Baur (Difuse) Radiasi ini merupakan radiasi matahari yang datang ke permukaan bumi setelah terjadi perubahan arah. c. Radiasi Global Radiasi ini merupakan penjumlahan radiasi langsung dan radiasi difuse[1].
2.3
Sel Surya (solar sel) Sel surya adalah suatu alat yang mampu menyerap sinar matahari untuk
diubah menjadi energi listrik berupa tegangan DC. Sel surya umumnya terbuat dari potongan silikon dan germanium karena kedua unsur ini dapat menyerap photon dengan dilapisi bahan kimia khusus untuk membentuk dasar dari sel surya. Sel surya pada umumnya memiliki ketebalan minimum 0,3 mm yang terbuat dari irisan bahan semikonduktor dengan kutub positif dan kutub negatif. Tiap sel surya biasanya menghasilkan tegangan 0,5 Volt. Sel surya merupakan elemen aktif ( Semikonduktor ) yang memanfaatkan efek fhotovoltage untuk mengubah energi surya menjadi energi listrik. Sel surya memiliki keunggulan di antaranya adalah tidak membutuhkan bahan bakar kecuali intensitas matahari, mampu menghasilkan energi berupa tegangan DC dan “umur“ penggunaannya relatif panjang. Sel surya sangat efisien digunakan pada daerah terpencil, pedesaan maupun perkotaan. Hal ini dikarenakan intensitas matahari dapat diterima di sebagian besar wilayah Indonesia.
6
2.3.1
Prinsip Kerja Sel Surya Konvensional Silikon Prinsip kerja sel surya silikon adalah berdasarkan konsep semikonduktor
p-n junction. Sel terdiri dari lapisan semikonduktor doping-n dan doping-p yang membentuk p-n junction, lapisan antirefleksi, dan substrat logam sebagai tempat mengalirnya arus dari lapisan tipe- n (elektron) dan tipe-p (hole).
Gambar 2.3. Struktur Sel Surya Silikon pn-junction
Semikonduktor tipe-n didapat dengan mendoping silikon dengan unsur dari golongan V sehingga terdapat kelebihan elektron valensi dibanding atom sekitar. Pada sisi lain semikonduktor tipe-p didapat dengan doping oleh golongan III sehingga elektron valensinya deficit satu dibanding atom sekitar. Ketika dua tipe material tersebut mengalami kontak maka kelebihan elektron dari tipe-n berdifusi pada tipe-p. Sehingga area doping-n akan bermuatan positif sedangkan area doping-p akan bermuatan negatif. Medan elektrik yang terjadi antara keduanya mendorong elektron kembali ke daerah-n dan hole ke daerah-p. Pada proses ini telah terbentuk p-n junction. Dengan menambahkan kontak logam pada area-p dan area-n maka telah terbentuk dioda.
Gambar 2.4. Cara kerja Sel Surya Silikon. 7
Ketika junction disinari, photon yang mempunyai energi sama atau lebih besar dari lebar pita energi akan menyebabkan eksitasi elektron dari pita valensi ke pita konduksi dan akan meninggalkan hole pada pita valensi. Elektron dan hole ini dapat bergerak dalam material sehingga menghasilkan pasangan elektron hole. Apabila ditempatkan hambatan pada terminal sel surya, maka elektron dari area-n akan kembali ke area-p sehingga menyebabkan perbedaan potensial sehingga arus akan mengalir. Skema cara kerja sel surya silikon ditunjukkan pada Gambar 2.4.
Gambar 2.5. Karakteristik Kurva I-V pada Sel Surya
Ketika sel dalam kondisi short circuit, arus maksimum atau arus short circuit (ISC) dihasilkan, sedangkan pada kondisi open circuit tidak ada arus yang dapat mengalir sehingga tegangannya maksimum disebut tegangan open-circuit (VOC). Titik pada kurva I-V yang menghasilkan arus dan tegangan maksimum disebut titik daya maksimum (MPP). Karakteristik penting lainnya dari sel surya yaitu fill factor (FF), dengan persamaan :
. .
Atau
.
(2.1)
8
Dengan menggunakan fill factor maka maksimum daya dari sel surya didapat dari persamaan : PMAX = V
OC
.I SC .FF
(2.2)
Sehingga efisiensi sel surya yang didefinisikan sebagai daya yang dihasilkan dari sel (P max) dibagi dengan daya dari cahaya yang datang (PCahaya)
η
(2.3)
Nilai efisiensi ini yang menjadi ukuran umum dalam menentukan kualitas performansi suatu sel surya.
2.3.2
Pengaruh Suhu Pada Sel Surya Sel surya pada kondisi normal dalam penggunaanya memiliki batasan
ukuran suhu ( rating ) yaitu antara -65°C hingga +125°C (-85°F hingga +257°F). Yang dimaksud dengan kondisi normal disini adalah bila digunakan sebagaimana mestinya, yaitu untuk kehidupan sehari-hari. Sel surya masih dapat bertahan hingga suhu +250°C, untuk periode penggunaan yang tidak lebih dari 30 menit dan sel surya masih mampu untuk bertahan hingga suhu +300°C, untuk periode penggunaan kurang dari 20 menit. Sel surya akan bekerja dengan baik pada suhu yang rendah yaitu mencapai suhu -100°C (-148°F). Suhu dari sel surya sangat mempengaruhi kondisi kerja atau nilai keluaran dari sel surya.
2.3.3
Pemasangan Sel Surya Pada dasarnya hal utama yang harus selalu diperhatikan dalam
pemasangan sel surya adalah polaritas sel surya. Pada saat penginstalan sel surya antara polaritas positif dengan polaritas negatif tidak boleh terbalik. Hal ini dilakukan untuk menghindari terjadinya short circuit pada rangkaian. Untuk mendapatkan hasil tegangan output yang maksimal dari sel surya, maka harus dipasang atau diletakan ditempat yang cukup tinggi dan diruangan atau ditempat yang terbuka serta tidak boleh ada sesuatu apapun yang 9
menghalangi jatuhnya sinar matahari secara langsung ke modul sel surya, baik itu pohon ataupun jatuh bayangan benda yang tepat menghalangi modul sel surya. Hal ini dilakukan untuk mencegah menurunnya nilai tegangan output yang dihasilkan oleh sel surya.
2.4
Penyimpanan Arus Listrik Setelah mendapatkan output dari solar sel yang berupa arus listrik dan
tegangan dapat langsung digunakan untuk beban yang dimanfaatkan, namun arus dan tegangan yang dihasilkan tersebut tidak konstan sehingga tidak maksimal jika secara langsung digunakan untuk beban (lampu dan motor). Tetapi arus listrik tersebut dapat digunakan sebagai pengisian dengan cara disimpan ke dalam baterai agar dapat dipergunakan pada saat yang diperlukan khususnya pada malam hari sehingga dalam pemanfaatan energinya lebih efisien. Apabila solar sel tersebut digunakan untuk penyimpanan ke baterai, maka besarnya tegangan yang dihasilkan harus di atas spesifikasi baterai tersebut. Misalnya baterai yang digunakan adalah 12 Volt, maka tegangan yang dihasilkan solar sel harus di atas 12 Volt untuk dapat melakukan pengisian minimal 13,8 Volt. Sebaiknya sebelum melaksanakan pengisian sebaiknya baterai dalam keadaan kosong karena arus yang masuk akan dapat terisi dengan maksimal. Satuan kapasitas suatu baterai adalah Ampere jam (Ah) dan biasanya karakteristik ini terdapat pada label baterai. Misalnya suatu baterai dengan kapasitas 10 Ah akan terisi penuh selama 10 jam dengan arus output solar sel sebesar 1 A.
2.4.1
Pengisian Baterai Pengisian baterai dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu pengisian secara
cepat dan pengisian secara lambat. Untuk itu perlu diperhatikan peringatanperingatan pada saat pengisian di antaranya sebagai berikut :
10
Peringatan dalam pengisian baterai : 1. Karena baterai mengeluarkan gas hidrogen yang mudah meledak, maka hindarkan baterai dari sumber api atau percikan api. 2. Selama pengisian, jangan melepas kabel pengisi dari terminal ke baterai dan matikan terlebih dahulu sekelar utama pengisi baterai sebelum kabel dilepaskan. 3. Temperatur elektrolit jangan sampai melebihi 45℃. Bila batas nilai ini terlebihi, maka kurangi arus atau segera hentikan proses pengisian.
2.4.2
Cara-cara Pengisian Baterai ( Aki ) Pengisian baterai/aki secara umum dapat dibagi menjadi dua bagian yaitu :
1. Pengisian cepat Pengisian cepat dipakai bila diperlukan pengisian baterai dengan waktu yang singkat pada amper yang besar. Hal ini akan memperpendek umur baterai. Bila waktu yang tersedia cukup, lebih baik menggunakan pengisian lambat. a. Bersihkan terminal dari debu, karat, kotoran dengan amplas. b. Lepaskan sumbat ventilasi. c. Check elektrolit dan tambahkan seperlunya. d. Tentukan arus dan lamanya pengisian yang diizinkan. Pada umumnya alat pengisi mempunyai alat tes untuk menentukan arus pengisian dan lamanya pengisian, karena itu ikutilah instruksi pada pengisian cara cepat. Apabila tidak terdapat alat ukur pengisian, maka dapat digunakan metode sebagai berikut :
Arus Pengisian yang Benar =
!"
#$% & ' ! "
11
Contoh perhitungan : Kapasitas baterai
= 65 Ah
Berat jenis hasil ukur pada 200℃ ( 680℉ ) = 1,18. Dari sini didapat pengeluaran 40 % sehingga perlu pengisian 26 Ah ( 40% dari baterai berkapasitas 65 Ah ). Bila mana pengisian 30 menit ( 0,5 jam ), maka arus pengisian ( A ) yang benar adalah : 26 Ah 16 A 1 . 0,5 Untuk melindungi baterai, arus pengisian maksimum tidak boleh melebihi dari ½ kapasitas baterai. Contoh, arus pengisian maksimum baterai 65 Ah ialah 32,5 A atau kurang.
e. Setelah pengisian, ukur berat jenis elektrolit untuk memastikan bahwa sudah sesuai standar. f. Pasang sumbat ventilasi dan cuci kotak baterai untuk membersihkan asam dan kotoran lainnya.
2. Pengisian lambat Merupakan metode yang sangat dianjurkan dan lebih baik daripada pengisian cepat karena mampu mengisi dengan amper yang rendah dengan kondisi baterai terisi penuh atau pengisian yang benar-benar kosong. Prosedurnya adalah sebagai berikut : a. Syarat arus pengisian maksimum harus kurang dari 1/10 kapasitas baterai. Contoh : Kapasitas baterai
= 65 Ah
65 x 1/10
= 6,5 A atau kurang.
Lamanya pengisian secara lambat dapat dihitung dengan rumusan berikut :
Lamanya pengisian ( h ) =
2345676 289876:87 9;4<;=>8?84 @ A " @?>7 B;4<67684 @ "
x (1,25 s/d 1,5)
12
Contoh perhitungan : Kapasitas baterai
= 65 Ah
Berat jenis
= 1,16
Kondisi pengeluaran ialah kira-kira 50 % dari kapasitas baterai, karena itu baterai membutuhkan pengisian CD @A C,D @
x (1,2 s/d 1,5) = 12 h s/d 15 h
b. Posisikan switch pengisian baterai ke posisi lambat ( bila disediakan ). c. Atur kembali switch control arus bila arus pengisian menjadi lebih rendah. d. Ketika baterai hampir terisi penuh, pengeluaran gas hidrogen menjadi banyak. Bila tidak ada lagi kenaikan berat jenis atau tegangan selama lebih dari satu jam, baterai telah terisi penuh. Selain itu, terdapat pula beberapa cara lain yang digunakan untuk melakukan pengisian baterai dan biasanya dipilih untuk kondisi-kondisi tertentu saja sesuai kebutuhan, yaitu : 1. Pengisian dengan tegangan konstan Pada saat pengisian dengan tegangan konstan ini, maka pada awal proses pengisian baterai arus akan besar dan kemudian berangsurangsur akan turun. 2. Pengisian dengan arus konstan Pada saat pengisian dengan arus konstan, hendaknya harus selalu mengubah besaran tegangan sehingga didapatkan arus yang besar dan nilainya konstan yang sesuai dengan karakteristik baterai. 3. Pengisian dengan arus dan tegangan konstan Pengisian dengan cara ini umumnya dilakukan pertama kali dengan memberikan konstanta dan setelah mencapai tegangan tertentu, kemudian dilanjutkan dengan memberikan tegangan konstan. Cara seperti ini umumnya dilakukan karena terbatasnya kemampuan rectifier untuk mencatu beban.
13
2.4.3 Alat Pengatur Energi Baterai ( BCR ) Alat pengatur energi baterai atau Battery Charge Regulator (BCR) digunakan untuk menjaga kesetimbangan energi pada baterai dengan mengatur tegangan maksimal dan minimal dari baterai tersebut. Alat ini berfungsi sebagai pengaman terhadap sistem, yaitu: proteksi terhadap pengisian berlebih (over charged) pada baterai, proteksi pemakaian berlebihan (over discharged) oleh beban, mencegah arus berbalik ke modul fhotovoltage, melindungi terjadinya hubung-singkat pada beban listrik dan sebagai interkoneksi pada komponen– komponen lainnya. Hal ini dilakukan untuk menjaga usia pakai dari sistem fotovoltaik dan baterai itu sendiri. Untuk proteksi terjadinya arus balik kembali dari baterai ke modul fhotovoltage biasanya dipasang dioda penghambat (blocking diode) baik pada modul atau pada BCR itu sendiri. BCR yang digunakan pada sistem fhotovoltage dapat dibagi menjadi dua tipe yaitu tipe linier (hampir tidak pernah digunakan) dan tipe diskrit (on-off). Dari kedua tipe tersebut, masing – masing tipe mempunyai dua jenis lagi yaitu BCR dengan prinsip regulator shunt yang saklar pemutus elektronik antara baterai dan modul fotovoltaiknya dipasang paralel dengan modul fhotovoltage dan BCR dengan prinsip regulator seri dimana saklar pemutus elektronik antara baterai dengan modul fhotovoltage dipasang seri dengan modul fhotovoltage. Keuntungan dan kerugian dari masing-masing jenis BCR diatas adalah : •
BCR dengan prinsip regulator shunt mempunyai saklar pemutus elektronik dengan karaktersitik arus dan tegangan maksimumnya harus lebih besar dari arus hubung singkat dan tegangan terbuka modul fhotovoltage, selain itu daya yang hilang pada saklar elektronik pada saat pengisian hampir tidak ada.
•
BCR dengan prinsip regulator seri mempunyai saklar pemutus elektronik dengan karakteristik arus harus lebih besar dari arus maksimum pengisian. Selain itu, ada disipasi daya di saklar elektronik pada saat pengisian dan harganya lebih besar dari pada regulator shunt. 14
2.4.4 Beban
Beban yang digunakan harus dirancang dengan perhitungan yang seimbang antara energi listrik yang dihasilkan dari modul fotovoltaik, rugi-rugi sistem dan energi listrik yang dapat dimanfaatkan. Beban yang digunakan adalah lampu hemat energi, motor DC dan kipas.
2.5
Motor DC Motor DC terdiri dari dua bagian dasar stationary (sisi luar) porsi dari
mesin disebut stator. Rotating (di dalam) porsi dari mesin disebut rotor antara stator dan rotor adalah celah udara (air gap). Rotornya terpasang pada batang baja yang disebut poros (shaft).
Shatf
Rotor Air gap Gambar 2.6 Bagian-bagian motor DC Poros dihubungkan langsung dengan ke rotor .kecepatan putar dari mesin dengan istilah
“machine speed”, ”rotor speed” dan “shaft speed” adalah
synonymous. Setiap rotor dan stator terdiri dari tiga komponen Komponen Rotor/Stator 1. Inti (core) 2. Belitan (winding) 3. Isolasi (insulation)
15
Inti dari rotor atau stator adalah bahan ferromagnetic yang digunakan untuk penghantar efektif medan magnit melalui belitan (kumparan). Arus belitan adalah sumber dari medan magnit pada motor. Disini ada dua type arus belitan dan tiga type belitan. Arus Belitan 1. Arus Beban - suatu arus belitan dengan variasi beban 2. Arus Magnitisasi (exciting) - suatu arus belitan penyedia medan magnit Type-type Belitan 1. Jangkar (Armature) - hanya membawa arus beban 2. Belitan Medan
- hanya membawa arus magnitisasi
3. Belitan Primer
- membawa kedua arus beban dan magnitisasi
Daya yang diperlukan dari suatu belitan medan relatif kecil dibandingkan belitan yang harus membawa arus beban. Typical daya input untuk belitan medan antara 0,5% sampai 2% dari rating daya mesin. Konduktor belitan adalah typical tembaga atau alumunium dan bisa terdiri dari kumparan atau batang (heavy bars), tergantung dari arus yang diperlukan. Sistem isolasi dari mesin putar terdiri dari tiga komponen : Komponen Isolasi 1. Isolasi penghantar – mengisolasi konduktor belitan, typical natural atau synthetic varnish. 2. Isolasi kumparan (coil insulation) – mengisolasi belitan kumparan dari penghantar inti, biasanya disebut tape. 3. Slot linier – untuk mesin dengan lokasi kumparan dalam slot.
16
Berikut informasi basic operasi sekitar typical mesin putar yang dilengkapi pada name plate alat : 1. Device Type ( Induction Motor, DC Motor , etc) 2. Name of Manufacturer 3. Rated Voltages and Frequency 4. Rated Currents and VA 5. Rated Speed and Horse Power
2.5.1
Prinsip Dasar membangkitkan Tenaga Putaran Motor DC berputar dengan gaya elektronik yang dibangkitkan melalui
interaksi listrik dan magnetik, di mana gaya elektronik ini memiliki arah yang mengikuti kaidah aturan tangan kiri, ketika arus melewati konduksi atau penghantar dengan membentuk sudut yang tepat dengan arah medan, konduktor akan menerima gaya pada setiap sudut arus dan medan gaya magnet. Besarnya gaya yang diterima konduktor didefinisikan sebagai F dan dirumuskan sebagai berikut : F = BIL Di mana ; B
=
Kepadatan Perubahan Magnetika [ Tesla ]
I
=
Arus [ Ampere ]
L
=
Panjang Efektif dari Konduktor [ Meter ]
Pada saat magnet dan satu gulungan kawat diposisikan sesuai dengan gambar di bawah ini, maka sisi kiri dari gulungan akan menerima gaya BIL yang cenderung naik sementara sisi kanan akan menerima gaya BIL yang cenderung turun, jadi seluruh gulungan akan menghasilkan tenaga putaran yang melawan bagian tengah gulungan.
Besarnya tenaga putaran disebut F dan dapat dirumuskan : F = 2RBIL Di mana :
R = Jarak dari titik tengah konduktor ( meter ) 17
2.5.2
Prinsip-prinsip dari Motor DC Ketika medan ditetapkan sebagai N dan S, yang keduanya adalah magnet
permanen, arus yang lewat melalui brush dan komutator di dalam konduktor. Kemudian tenaga putaran terjadi pada arah yang sama ditunjukkan tanda panah mengikuti flaming’s left hand rule. Ketika motor berputar sekitar 90° arah arus yang dibalik oleh komutator dan rotor berputar kembali.
Gambar. 2.7 Struktur Motor DC
2.5.3
Hubungan antara tenaga Putaran dan kecepatan Sebuah motor DC dengan magnet permanen dapat digambarkan dengan
sirkuit ekuivalen sederhana seperti di bawah ini :
E
=
KE
ω
Gambar 2.8 Sirkuit Ekuivalen untuk Motor DC
18
Ketika tegangan berhenti pada brush diabaikan, formula berikut untuk tegangan didapat : V = RaIa + KE ω Dimana : Ra
=
Hambatan Armature
Ia
=
Arus Armature ( A )
Dengan demikian, Ia
=
H I 2J K " L8
Maka tenaga putaran ( T ) adalah : T = KT Ia Melihat fakta di atas, hubungan antara tenaga putaran ( T ) dan kecepatan perputaran ( N ) pada tegangan dengan berbagai ukuran yang diaplikasikan pada motor dapat dilihat pada gambar di bawah ini :
Gambar 2.9 Motor DC dengan Kecepatan Karakteristik
Untuk menjaga kecepatan pada N secara konstan pada beban tenaga putaran T1 atau T2, maka harus mengubah tegangan yang digunakan dari V1 dan V2.
19
Dari grafik di atas dapat dilihat bahwa tenaga putaran menurun secara vertikal ketika kecepatan bertambah, dengan kata lain beban tenaga putaran menjadi lebih besar ketika beban lebih berat sehingga kecepatan motor berkurang. Dengan demikian untuk mengontrol kecepatan agar konstan pada tenaga putaran yang berubah-ubah secara tidak tetap, perlu mengubah tegangan yang dipakai. Ini adalah prinsip dari kontrol kecepatan pada motor DC.
2.6 LDR (Light Dioda Resistor) LDR adalah suatu komponen yang mempunyai perubahan resistansi besarnya tergantung pada cahaya. Bilamana sebuah LDR dibawa dari suatu ruangan dengan level kekuatan cahaya tertentu ke dalam suatu ruangan yang gelap sekali, maka resistansi pada LDR tidak akan segera berubah pada ruangan gelap tersebut, tetapi ia akan mencapai harga di kegelapan setelah mengalami selang waktu tertentu. Laju recovery merupakan suatu ukuran praktis dan suatu kenaikan nilai resistansi dalam waktu tertentu. Nilai ini ditulis dalam KΩ/detik. Untuk LDR tipe arus, nilainya lebih besar dari 200 KΩ/detik ( selama 20 menit pertama mulai level cahaya 1000 Lux ). Kecepatan ini akan lebih tinggi pada arah sebaliknya, yaitu dari tempat gelap ke tempat terang sekitar 300 lux, akan membutuhkan waktu kurang dari 10 detik untuk mencapai nilai resistansi yang sesuai dengan level cahaya 400 Lux. 2.7 Inverter Pada sistem fotovoltaik, inverter berfungsi untuk merubah arus listrik DC menjadi AC.
Gambar 2.10 Inverter 20
Bekerjanya inverter pada solar sel 20 Volt (nominal) atau AKI 12 Volt, kinerjanya tergantung pada tegangan yang masuk pada inverter tersebut, jika tegangannya melebihi batas mampu inverter (DC-AC) atau kurang dari batas mampunya tersebut maka inverter bekerja tidak maksimal. Dalam penggunaan solar sel 50 Watt dan AKI 12 Volt, maka inverter yang digunakan adalah inverter 12 Volt DC – 220 Volt AC yang mana batas kerja maksimal inverter tersebut umumnya berkisar antara 12 Volt - 15 Volt. Ketika input satu tinggi, maka output tinggi, oleh sebab itu input satu disebut non-inverting input atau masukan tak membalik dan dalam skema rangkaian biasanya ditandai dengan tanda “ + “.
2.8 Separangkat mikrokontroller Dalam penggerak panel surya ini digunakan IC ADC 8535 dengan input sensor cahaya, tegangan dan arus dari solar sel. sehingga keluarannya berupa perintah motor dengan indikasi pada sensor cahaya, melalui perintah program maka motor bergerak kerah intensitas tertinggi, akibat pembacaan perbedaan tegangan pada sensor cahaya. Dengan skema sebagai berikut :
Gambar 2.11. Skema Mikrokontroller
21
BAB III PERANCANGAN PRODUK DAN PROSES
3.1
Perhitungan Dalam hal ini kami melakukan perhitungan terhadap spesifikasi alat yang
pantas digunakan untuk menggerakkan panel secara otomatis dan penyimpanan energinya yang berpedoman pada tegangan yang dikeluarkan oleh solar sel. 3.1.1 Metode pembuatan dan ukuran perbagian dari panel solar sel Pada rancang bangun solar sel ini dibagi kedalam 3 bagian utama yaitu: 1. Konstruksi Bagian Atas 2. Konstruksi Tiang Penyangga 3. Konstruksi Bagian Bawah
Cara Pembuatan : 1. Konstruksi Bagian Atas ( dudukan solar sel ) Dalam proses rancang bangun ini konstruksi bagian atas merupakan alat yang berfungsi sebagai tempat kedudukan solar sel yang dapat mengarahkan datangnya sinar matahari yang memiliki intensitas tertinggi. Konstruksi ini dapat bergerak sekitar -450 hingga +450. Dimensi :
Panjang
136 cm
Lebar
110,5 cm
Tinggi
5,5 cm
22
Maka luas dari dudukan tersebut adalah Luas
= panjang . lebar
Luas
= 136 cm . 110,5 cm
Luas
= 1502,8 cm
Material yang digunakan : Besi hollo uk. 3cm x 3cm dan Besi Siku uk. 3cm x 3cm
2. Konstruksi Tiang Penyangga Untuk penentuan ukuran tiang penyangga ini dibuat dengan asumsi total seluruh konstruksi tidak terlalu melebihi tinggi ukuran tubuh orang dewasa. Untuk ruang gerak bebas dari kontruksi atas kami mengikuti tebal dari penyangga tersebut. Dimensi :
Panjang
120 cm
Tebal
4 mm
Material yang digunakan adalah Besi Pipa Ø 3 ½ "
3. Konstruksi Bawah Penentuan panjang dari konstuksi ini dengan asumsi tidak kurang dari setengah panjang konstuksi atas dan dengan berat melebihi dari konstruksi atas agar konstruksi bawah mampu menahan beban dari panel tersebut. Dimensi :
Panjang
77 cm
Lebar
77 cm
Tinggi
5 cm
Material yang digunakan adalah Besi hollo uk. 5 cm x 5 cm
23
3.1.2 Analisa Perhitungan Daya Motor Perlu diketahui bahwa lengan penggerak panel yang kami buat adalah ½ (setengah) lingkaran roda gigi yang besar dan menempel pada dudukan solar sel dengan diameter terluar dari roda gigi tersebut adalah 248 mm (24,8 cm). Gaya terbesar yang akan terjadi ditentukan sebesar 50 Kg sehingga torsi yang dibutuhkan sebesar ? Di mana : Gaya terbesar 50 Kg diambil dari beban keseluruhan dari Beban dudukan panel surya + beban dari solar sel T
=
F
.
r
r
=
½
.
Diameter terluar roda gigi
r
=
½
.
24,8 cm
r
=
12,4 cm
T
=
50 Kg .
T
=
620 ( Kg.cm)
maka, 12,4 cm
Dengan demikian daya motor yang dibutuhkan adalah sebesar : Dimana : n = 50 rpm P rencana
=
P panel
=
P panel NOP4 CQ
24
COQ . O P . DQ
P panel
=
P panel
=
R< . ST 3246.312 ( ) 5;:6R
P panel
=
0,4328 ( HP)
CQ
Sehingga dapat dihitung daya motor
Daya motor
=
Daya motor
=
Daya motor
=
U8V8 ?;4S848 ;WX676;476 3,YZO[ Q.[D
0.509 (HP)
Maka dari perhitungan yang didapat, maka digunakan motor yang memiliki daya sebesar 1 (HP). 3.1.3 Spesifikasi komponen a. Solar sel Merk TYPE Tegangan nominal Arus nominal Produksi
: : : : :
SOLARINDO CxC 14,8 V 2,3 A Indonesia
Terdiri atas 3 panel surya yang terbuat dari bahan silikon dengan spesifikasi masing-masing solar sel tersebut sama, jadi dalam perangkaiannya solar sel dipasang secara paralel, agar tegangan yang dihasilkan nantinya sama dan arus yang dihasilkan besar.
25
b. AKI kering Jumlah
:
1 pcs
Tegangan
:
12 Volt
Arus
:
3 Ampere
Dalam proses penyimpanan energi dari solar sel ini digunakan AKI kering dengan tegangan 12 V dan arusnya sebesar 3 A. Angka 18 V tersebut didapat setelah melakukan pengambilan data di saat intensitas matahari cukup tinggi yaitu berkisar antara 500 W/m2 sampai dengan 700 W/m2. Namun dalam proses recharger tegangan yang masuk ke dalam AKI haruslah lebih besar daripada tegangan nominal AKI tersebut yaitu : Tegangan Input ( keluaran solar sel nominal )
: ± 18 V
Tegangan Aki
: 12 V
Arus keluaran solar sel nominal
: 6,9 A
Sementara dalam percobaan pengisian AKI kering, minimal tegangan yang masuk sebesar 13,8 V sedangkan tegangan AKI 12 V. c. Motor DC Tegangan ( nominal ) :
18 V
Range volt
:
12 V sampai dengan 24 V
Arus
:
2,3 A
Produksi
:
Made in China
d. Inverter Inverter merupakan alat yang berfungsi untuk mengubah Tegangan DC ketegangan AC. Alat ini digunakan untuk pengujian beban AC
1.
Jumlah
:
2 pcs
Type
:
Power Inverter
Daya maksimal output
:
300 Watt 26
2.
Tegangan input
:
10-15 volt DC
Tegangan output
:
220 volt AC
Low baterai (nominal)
:
10 - 11 volt
Low baterai shut down point (nominal)
:
14 – 15 volt
Type
: Fitting Inverter
Output
: 9 – 20 watt
V input
: 12 volt DC
V output
: 220 volt AC
e.
Beban Beban DC 1. Motor DC 12 volt,2,3 amper 2. Kipas DC 12 volt,0,15 amper
: 1 pcs : 4 pcs paralel
Beban AC
f.
1. Lampu AC 8 Watt
: 3 pcs paralel
2. Lampu 10 Watt
: 1 pcs
Ampere meter AC DC 5 A
g.
: 1 pcs
Volt meter AC 220 V
: 1 pcs
27
3.2
Gambar per bagian
28
29
BAB IV REALISASI RANCANG BANGUN
4.1
Gambar Lengkap dan Spesifikasinya
30
31
4.2
Jadwal Pelaksanaan
Tabel 4.1 Jadwal Pelaksanaan
No Kegiatan / Bulan
Maret April Mei Juni Juli 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
1 Pengumpulan data 2 Analisa Data 3 Analisa Perhitungan 4 Pengajuan Proposal 5 Perakitan 6 Uji Coba 7 Analisa Hasil 8 Pembuatan Laporan 9 Ujian Tugas akhir
32
4.3
Biaya
Tabel 4.3 Anggaran Biaya No 1 2 3 4 5 6 7 8 9
10
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Uraian Besi Hollo 3 cm x 3 cm Besi Hollo 5 cm x 5 cm Besi Siku 3 cm x 3 cm Besi Pipa Ø 3 ½ " Plat 4 mm Poros ST 60 Bearing 35 mm Roda Trolly Ø 4" Gear Transmisi › 35 mm › 60 mm & 90 mm › 180 mm Mur & Baut › M14 › M12 Motor DC 18 Volt Lampu 8 watt AC Accu 12 Volt Lampu AC 15 Watt Inverter Kabel Listrik Mikrocontroller Panel Solar Sel Gear Box Dan lain-lain
Unit Biaya Satuan (Rp) Biaya Yang Diperlukan (Rp) 1 Batang 135.000 135.000 1 Batang 225.000 225.000 1 Batang 85.000 85.000 1 Batang 150.000 150.000 30 Kg 12.000 360.000 5 Kg 8.000 40.000 2 Buah 10.000 20.000 4 Buah 35.000 140.000 1 Buah 1 Buah 1 Buah 16 8 1 4 1 4 1 8 1 3 1
Buah Buah Unit unit Unit Buah Unit meter Unit Unit Unit
JUMLAH
15.000 50.000 60.000
15.000 50.000 60.000
1.500 1.200 250.000 10.000 200.000 7.500 200.000 1.500 2.000.000
24.000 9.600 250.000 40.000 200.000 30.000 200.000 12.000 2.000.000
100.000 4.145.600
33
BAB V PENGUJIAN HASIL
5.1
Deskripsi Pengujian Dalam pengujian rancang bangun ini bertujuan untuk membandingkan dan
menganalisa antara tegangan yang dihasilkan solar sel dalam posisi tetap (konstan) 180° dengan posisi panel bergerak ke arah matahari. Data yang penulis ambil selama 7 jam tiap satu kali pengambilan data dengan rata-rata intensitas 500 W/m2 - 600 W/m2, data diambil setiap 15 menit sekali, bertujuan untuk : 1. Mengukur tegangan keluaran solar sel secara posisi konstan dan bergerak ke arah matahari. 2. Mengukur tegangan keluaran inverter sebelum diberi beban dan sesudah diberi beban. 3. Mengukur arus keluaran solar sel terhadap beban AC, beban DC dan gabungan. 4. Mengamati kinerja beban AC maupun DC melalui indikasi pada lampu hemat energi dan kipas. 5. Mengamati faktor cuaca terhadap tegangan keluaran solar sel dan kinerja beban. 6. Mengamati grafik intensitas, tegangan dan arus yang di keluarkan solar sel dari display komputer. Adapun target dari pengujian ini adalah untuk membuktikan bahwa dengan diberikannya penggerak panel maka tegangan dan arus yang dikeluarkan dari solar sel tersebut lebih baik dibandingkan dengan panel konstan.
34
5.2
Prosedur Pengujian
Gambar 2.11 Rangkaian solar sel pengujian beban langsung dari solar sel Prosedur dari pengujian alat ini adalah : 1. Mempersiapkan peralatan untuk memperoleh data dari panel konstan dan bergerak. Adapun peralatan yang dipersiapkan adalah a. Solar sel yang dirangkai secara paralel pada panel surya b. Ampere meter AC dan DC c. Volt meter AC dan DC d. PC e. Beban AC ( lampu hemat energi 8 Watt sebanyak 3 pcs dan 10 Watt sebanyak 1 pcs ) f. Beban DC ( Kipas 12 V 1,5 A sebanyak 4 pcs ) g. Inverter ( inverter 300 Watt dan inverter fitting ) h. Multi tester i. Solari meter
35
2. Merangkai solar sel secara paralel. 3. Merangkai beban DC secara paralel ( kipas sebanyak 3 pcs dan inverter sebanyak 2 pcs ). 4. Merangkai beban AC secara paralel. 5. Melakukan pengujian dimulai pada jam 0 9.00 WIB – 16.00 WIB. Data diambil setiap 15 menit. 6. Mencatat data yang dibutuhkan, arus dan tegangan DC, arus dan tegangan AC, mengamati beban DC dan beban AC, mencatat perubahan tegangan setelah diberi beban DC ataupun AC. 7. Mempersiapkan peralatan untuk memperoleh data panel bergerak. 8. Memasang komponen mikrokontroller pada panel surya. 9. Menentukan letak sensor cahaya untuk pembacaan grafik intensitas. 10. Pengambilan data secara komputerisasi. 11. Mengamati grafik intensitas, tegangan dan arus keluaran solar sel. 12. Melakukan penganalisaan data antara posisi panel konstan 180° dengan posisi bergerak dengan bantuan motor DC.
36
5.3
Data Hasil Pengujian dan Analisa
Tabel 5.1 Pengujian Daya DC secara Diam Penuh (Posisi Panel 180°) Tanggal 11 Agustus 2009, Depok. Intensitas rata-rata dalam sehari: 500 W/m2 – 600 W/m2
No
Kondisi Matahari
Jam
Cerah Berawan 1 √ 09.00 2 √ 09.15 3 √ 09.30 4 √ 09.45 5 √ 10.00 6 √ 10.15 7 √ 10.30 8 √ 10.45 9 √ 11.00 10 √ 11.15 11 √ 11.30 12 √ 11.45 13 √ 12.00 14 √ 12.15 15 √ 12.30 16 √ 12.45 17 √ 13.00 18 √ 13.15 19 √ 13.30 20 √ 13.45 21 √ 14.00 22 √ 14.15 23 √ 14.30 24 √ 14.45 25 √ 15.00 26 √ 15.15 27 √ 15.30 28 √ 15.45 29 √ 16.00 30 √ 16.15
V [Volt] I [Amp] 16 13 15 17 16 17 18 18 17 18 18 19 19 19 18 19 18 19 18 18 18 18 16 17 15 14 14 14 13 11
0,73 0,5 0,73 0,9 0,75 0,9 1,3 1 1 1,25 1,3 1,45 1,65 1,6 1,55 1,4 1,2 1,3 1,35 1 1,2 1,2 0,75 1 0,7 0,65 0,5 0,45 0,4 0,36
Turun Tegangan 12 9 11 13 13 14 15 14 14 15 16 17 18 19 18 17 15 16 15 14 13 13 13 14 12 11 9 9 9 8
Keterangan Kipas DC Cepat Sedang Lambat √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √
37
Tabel 5.2 Pengujian Daya AC secara Diam Penuh (Posisi Panel 180°) Tanggal 11 Agustus 2009, Depok. Intensitas rata-rata dalam sehari: 500 W/m2 – 600 W/m2
No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
Kondisi Matahari Cerah Berawan √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √
Jam 09.00 09.15 09.30 09.45 10.00 10.15 10.30 10.45 11.00 11.15 11.30 11.45 12.00 12.15 12.30 12.45 13.00 13.15 13.30 13.45 14.00 14.15 14.30 14.45 15.00 15.15 15.30 15.45 16.00 16.15
Turun V [Volt] I [Amp] Tegangan
190 140 160 180 180 180 200 200 200 200 200 200 210 210 220 220 200 200 200 200 180 190 120 120 140 120 110 100 100 110
1,5 0,5 0.7 0,75 0,75 0,75 1,4 1,45 1,5 1,5 1,5 1,45 1,6 1,6 1,45 1,45 1,5 0,8 0,8 0,8 0,65 0,7 0,35 0,34 0,44 0,36 0,3 0,29 0,28 0,27
175 125 140 160 155 155 180 180 180 175 180 180 190 185 210 210 180 175 175 175 160 165 100 100 110 100 100 90 80 90
Keterangan Lampu AC Terang Redup Kedip √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √
38
Tabel 5.3 Pengujian Daya DC dengan Panel Mengarah pada Matahari Tanggal 12 Agustus 2009, Depok Intensitas rata-rata dalam sehari: 500 W/m2 – 600 W/m2
No
Kondisi Matahari Cerah
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
Jam
Berawan
√ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √
09.00 09.15 09.30 09.45 10.00 10.15 10.30 10.45 11.00 11.15 11.30 11.45 12.00 12.15 12.30 12.45 13.00 13.15 13.30 13.45 14.00 14.15 14.30 14.45 15.00 15.15 15.30 15.45 16.00 16.15
Turun V [Volt] I [Amp] Tegangan 19 20 18 13 18 18 17 18 18 18 19 19 20 20 20 18 18 18 17 18 15 15 17 18 16 18 15 14 14 13
1,35 1,5 1,25 0,75 1,23 1,3 1,2 1,3 1,25 1,25 1,4 1,55 1,6 1,97 1,95 1,25 1,25 1,25 1,25 1,35 0,8 0,8 1,15 1,2 0,9 1,15 0,85 0,85 0,7 0,9
17 18 16 9 17 16 16 16 17 17 18 18 19 20 19 17 16 16 15 16 10 10 14 15 11 15 10 9 8 9
Keterangan Kipas DC Cepat
Sedang Lambat
√ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √
39
Tabel 5.4 Pengujian Daya AC dengan Panel Mengarah pada Matahari Tanggal 12 Agustus 2009, Depok Intensitas rata-rata dalam sehari: 500 W/m2 – 600 W/m2
No
Kondisi Matahari Cerah
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
Berawan
√ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √
√ √ √
√ √ √ √ √
Jam
√ √ √ √
Keterangan Lampu AC
Turun V [Volt] I [Amp] Tegangan
Terang
09.00 09.15 09.30 09.45 10.00 10.15 10.30 10.45 11.00 11.15 11.30 11.45 12.00 12.15 12.30 12.45 13.00 13.15 13.30 13.45 14.00 14.15 14.30 14.45 15.00 15.15 15.30 15.45 16.00 16.15
220 200 220 200 200 200 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 210 210 200 200 200 210 220 210 190 200 200 180 180 170
1,6 1,35 1,82 1 1,4 1,36 1,6 1,6 1,8 1,65 1,55 1,6 1,83 1,85 1,85 1,6 1,5 1,5 1,4 1,35 1,35 1,5 1,65 1,5 1 1,3 1,2 0,8 0,9 0,75
210 180 220 170 190 190 210 210 220 210 210 210 220 220 220 210 200 200 190 180 190 200 210 200 175 185 175 160 160 160
Redup
Kedip
√ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √
40
Tabel 5.5 Nilai Rata-rata Rata Tegangan dan Arus pada semua pengujian untuk beban DC No
Cara Pengujian Diam Penuh Panel bergerak kearah matahari
1 2
Nilai Rata-rata Tegangan Arus 16,7 1,1 17,36
1,39
Diagram 5.1 Nilai Rata-rata Rata rata Tegangan dan Arus pada Semua Pengujian beban DC
18
16,7
17,36
16 14 Diam Penuh
12 10
Panel bergerak kearah matahari
8 6 4
1,19 1,39
2 0
Dari tabel 5.1 ( Pengujian Tegangan DC panel konstan ) dan tabel 5.3 (Pengujian ( Tegangan DC panel bergerak) didapat nilai rata-rata rata rata sebagai berikut : Pada ada panel konstan diam penuh 180° 180° Tegangan rata-rata
= 16,26 V
Arus rata-rata
= 0,93 A
41
Dengan perhitungan : Kipas DC
= 12 volt, 0,5 ampere
4 pcs
=
20 watt
Inverter
= 12 volt, 1 ampere
2 pcs
=
24 watt
=
44 watt
Total beban DC V = 16,26 Volt, dan I = 0,93 ampere Maka, P=V.I = 16,26 Volt x 0,93 Ampere = 15,12 Watt
Luas 1 panel surya = 102,8 cm x 40,7 cm = 4183,96 cm2 = 0,4184 m2 Luas 3 panel surya = 0,4184 m2 x 3 panel surya = 1,2552 m2 P in = Intensitas x Luas 3 Panel surya = 500 W/m2 x 1,2552 m2 = 627,6 Watt
42
Sehingga, Effisiensi =
Pout ×100% Pin \D,\O
=
CO],C
x 100 %
= 2,4 % Panel bergerak kearah matahari Tegangan rata-rata
= 17,5 V
Arus rata-rata
= 1,28 A
Perhitungan efisiensi Panel Konstan dengan hambatan 44 watt DC. Dengan perhitungan : Lampu Hemat Energi dengan range tegangan 160 volt – 260 volt -
Lampu 8 Watt
3 pcs
= 24 Watt
-
Lampu 11 Watt
1 pcs
= 11 Watt
Daya total beban AC
= 35 Watt
Maka, P
=
V.I
= 17,5 Volt x 1,28 Ampere
= 22,4 Watt
43
Luas 1 panel surya
= 102,8 cm x 40,7 cm = 4183,96 cm2 = 0,4184 m2
Luas 3 panel surya
= 0,4184 m2 x 3 panel surya = 1,2552 m2
P in = Intensitas x Luas 3 Panel surya = 500 W/m2 x 1,2552 m2 = 627,6 Watt Sehingga,
Efisiensi
=
=
Pout ×100% Pin OO,Y CO],C
x 100 %
= 3,57 % Dari perhitungan di atas dapat disimpulkan bahwa kinerja solar sel setelah diberi penggerak ke arah matahari lebih baik dibandingkan dengan kinerja solar sel saat posisi konstan/diam. Dapat dilihat pada perhitungan efisiensi solar sel dengan data hasil pengujian yang penulis lakukan :
Efisiensi posisi diam
=
2,4 %
Efisiensi panel bergerak
=
3,57 %
44
Tabel 5.6 Nilai Rata-rata Rata Tegangan dan Arus rus pada Semua Pengujian untuk Beban AC setelah diberi Inverter No 1 2
Cara Pengujian Diam Penuh Panel bergerak kearah matahari
Nilai Rata-rata Tegangan Arus 160 0,8 207 1,44
Diagram 5.2 Nilai Rata-rata Rata rata Tegangan dan Arus pada Semua Pengujian beban AC
250 200
Tegangan
208
Arus 160
150 100 50
1.44
0,8
0 Diam Penuh
Panel bergerak kearah matahari
Dari pengujian beban AC yang mana dalam hal ini penulis menggunakan inverter 300 Watt, att, untuk membandingkan memband arus dan tegangannya penulis merata-ratakan semua tegangan dan arus pada setiap pengujian dan didapat diagram seperti gambar diagram 5.1 bahwa secara otomatis itu lebih tinggi tegangan rata-ratanya rata dibandingkan pada posisi diam penuh 180° dan manual, hal ini disebabkan panel secara otomatis mampu menghasilkan intensitas tertinggi pada saat proses konversi energinya dan panel mampu mengarah pada matahari di setiap terjadi pergerakkan matahari. V
= I . R
V
= Tegangan
[Volt]
I
= Arus
[Ampere] 45
Berdasarkan rumus di atas dapat diambil kesimpulan bahwa : Jika R ( Resistansi/hambatan ) konstan Maka I berbanding lurus dengan V. Dapat kita bandingkan pada diagram 5.2 bahwa dengan hambatan yang sama panel konstan mempunyai tegangan rata-rata dalam sekali pengujian adalah 160 V dengan arus 0,8 A lebih kecil dari pada panel bergerak dengan tegangan 207 V dan arus 1,44 A. Dengan semakin kecilnya tegangan (posisi konstan) dan nilai beban yang sama maka semakin kecil juga arusnya, begitu juga sebaliknya semakin besar tegangan (posisi bergerak ke arah matahari) dan nilai beban yang sama, maka semakin besar juga arusnya. Dari pengujian beban AC yang mana dalam hal ini menggunakan inverter 300 Watt, maka untuk membandingkannya nilai tegangan dan arus dirata-ratakan semua pada setiap pengujian dan didapat diagram seperti pada gambar diagram 5.1 bahwa dengan cara panel mengarah ke matahari tegangan rata-ratanya lebih tinggi dibandingkan pada posisi diam penuh 180°, hal ini disebabkan karena panel secara otomatis mampu menghasilkan intensitas tertinggi pada saat proses konversi energinya dan panel mampu mengarah pada matahari mengikuti pergerakkan matahari.
46
Penurunan Tegangan pada Beban DC Perbandingan Tegangan panel posisi konstan dengan bergerak berdasarkan waktu V (Volt) 21
Line 1 : DC konstan Line 2 : DC Manual
20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9
Waktu (Jam) 8
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
Graph Limited School Edition
Pada grafik di atas dapat dilihat bahwa penurunan tegangan terjadi di sore hari namun pada pukul 09.00 – 11.00 tegangan bisa dikatakan konstan, hal ini disebabkan karena intensitas yang diterima matahari belum ditutupi polutan. Pada pukul 11.00 - 14.00 tegangan tidak stabil terjadi naik turunnya tegangan. Hal ini disebabkan pada waktu itu sudah mulai terjadi polutan, pencemaran udara, yang mana polutan, asap kendaraan, pabrik sudah mulai naik sehingga intensitas yang diterima bumi tidak stabil, pada waktu tertentu intensitasnya besar tegangannya tidak besar hal ini dikarenakan proses naiknya polutan ke atmosfer. Pada pukul 14.00 WIB - 16.00 WIB tegangan yang dihasilkan solar sel makin menurun di tiap waktunya, hal ini dikarenakan atmosfer bumi dalam keadaan kotor karena polusi udara menghalangi intensitas matahari sampai ke bumi. 47
Penurunan Tegangan pada Beban AC
Grafik 5.3 Penurunan Tegangan pada Sumber AC dengan Beban AC 250
Tegangan Turun Tegangan
Tegangan [Volt]
200 150 100 50 0
Waktu [Jam]
Grafik 5.4 Perbandingan Tegangan terhadap Waktu pada Kondisi Konstan dan Otomatis Dari grafik 5.4 dapat dilihat bahwasanya tegangan yang dihasilkan secara penggerakan panel secara otomatis lebih baik daripada posisi panel konstan menghadap sudut 180 °. Hal ini disebabkan panel surya mampu mengikuti arah intensitas tertinggi yang dalam hal ini matahari, namun penurunan tegangan pada kedua pengujian terjadi pada sore hari pukul 13.00 WIB - 16.00 WIB. Hal ini disebabkan karena faktor cuaca dan atmosfer telah ditutupi polutan yang berasal dari bumi, sehingga intensitas yang diterima bumi menjadi terhalang oleh polutan yang mengakibatkan solar sel bekerja tidak maksimal.
48
Pembahasan kondisi cuaca dan tegangan terhadap beban Dalam percobaan ini digunakan beban kipas dan inverter untuk beban DC dan lampu untuk beban AC dengan indikasi kipas (lambat, sedang dan cepat) dan indikasi lampu (kedap-kedip, redup dan terang). Ini menandakan bahwa ketika terjadi penutupan matahari oleh awan maka intensitas yang diterima solar sel akan terhalang sehingga tegangan keluaran dari solar sel kecil dan mengakibatkan kinerja beban berkurang ditandai dengan kipas yang bekerja secara pelan, lampu yang nyalanya kedap-kedip, maka dari itulah kondisi awan sangat perlu diperhatikan dalam percobaan ini, agar dapat mengetahui bahwa intensitas yang masuk ke solar sel sangat berpengaruh terhadap tegangan keluaran solar sel.
49
BAB VI PENUTUP
6.1
Kesimpulan 1. Untuk meningkatkan kinerja dari solar sel tersebut, maka dibutuhkan panel penggerak agar intensitas yang diterima solar sel tersebut maksimal dari waktu ke waktunya dan cahaya matahari sangat mempengaruhi sensor. 2. Dalam pengujian yang dilakukan, panel surya laboratorium teknik energi mampu menghasilkan tegangan per harinya 17 V - 18 V dengan panel surya 50 Watt, arus 2,3 A dan tegangan nominal 14,3 V DC yang terdiri dari 3 unit panel surya yang dipasang secara paralel. 3. Sedangkan pada kondisi konstan panel surya hanya mampu menghasilkan tegangan rata-rata per harinya antara 15 V sampai dengan 16 V. 4. Pada proses konversi energi pada solar sel cuaca, kondisi matahari cukup berpengaruh pada tegangan keluaran solar sel, karena jika intensitas yang diradiasikan oleh matahari ke bumi terhalang oleh polutan, asap dari kendaraan bermotor dan asap pabrik, maka tegangan yang dihasilkan oleh solar sel akan berkurang. 5. Dalam karakteristik dari solar sel energi yang dihasilkan dari solar sel pada pagi hari pukul 09.00 – 11.00 tegangan yang dihasilkan cukup konstan, pada pukul 12.00 – 14.00 tidak stabil, pukul 14.00 – 16.00 tegangan yang dihasilkan menurun dari waktu ke waktunya. 6. Pada pemakaian beban DC ataupun AC pada Inverter, kinerja beban tergantung pada tegangan yang dihasilkan oleh solar sel dan pemakaian beban itu sendiri. 7. Efisiensi yang didapat oleh panel surya yang mengarah pada matahari meningkat dibandingkan dengan panel pada kondisi diam.
50
6.2
Saran 1. Penggerak panel dalam geraknya sangat berpengaruh pada intensitas yang diterima oleh sensor tersebut, maka dari itu perlu ditambahkan lagi 3 unit sensor cahaya, agar tegangan yang diterima sensor lebih mudah terbaca oleh microcontroller. 2. Agar panel mampu menangkap intensitas akibat pantulan radiasi secara baur maka hendaknya diberi penggerak ke semua arah, yaitu : timur, barat, utara dan selatan. 3. Pada sistem mekanik ( pergerakan panel surya mengarah ke matahari ) harus dibuat lebih lambat agar nilai intensitas yang didapat lebih tepat. Dalam hal ini mengganti sistem mekanik gear dan rantai dengan menggunakan sistem hidrolik. 4. Karena dalam praktikum untuk membuktikan karakteristik solar sel dengan intensitas matahari harus dipertahankan agar tetap konstan, maka perlu adanya perintah/kontrol untuk menggerakkan panel pada intensitas yang di inginkan. 5. Karena dalam era globalisasi sekarang ini sudah semakin hybrid, maka perlu diadakannya penelitian penggabungan antara solar sel dengan pembangkit tenaga angin. 6. Selain dengan menambahkan sensor cahaya untuk meningkatkan efisiensi dari solar sel, perlu juga dengan menambahkan pembersih solar sel dengan sistem otomatis. Agar partikel-partikel seperti debu dapat hilang dan agar tidak menghalangi proses kinerja dari solar sel tersebut. 7. Penyebab utama dari LDR tidak bekerja maksimal karena pengaruh panas, maka perlu penambahan kipas dan silikon untuk pendinginan LDR.
51
DAFTAR PUSTAKA
1. Deni Almanda, 2005. Prospek PLTS di Indonesia, Energi Indonesia (Artikel-artikel Populer), Fisika LIPI, Jakarta. 2. Prof. Wiranto Arismunandar, 1995. Teknologi Rekayasa Surya, Cetakan Pertama, PT. Pradnya Paramita, Jakarta. 3. J.A. Duffie and W.A. Beckman, 1980. Solar Engineeringof Thermal Processes, Second Edition, Wiley Interscience Publication, New York. [ serial Online ] 2000-maret ; URL : http://science.howstuffworks.com/solar-cell.htm accesed mei 20,2009. 4. Sp. Sukhatme, 1990. Solar Energy (Principle of Thermal Collection and Storage ), Tata Mc. Graw Hill Publishing Company Limited, New Delhi. [serial Online] 2006 –juni ; URL :http://en.wikipedia.org/wiki/Solar_cell accesed juni 25, 2009. 5. Golsborough, Paul F. Microcomputer interfacing with the 8535 AVR chip. New delhi : Mc Graw- Hill.
6. Parangtopo, H. Poesposoetjipto, A.G Harsono. 1982. Review and Analysis of the Global and Difuse Solar Radiation in Jakarta, Indonesia. Jakarta : UI. 7. Tim Fisika energi. 1990. Diktat Kuliah Energi 1 Fisika Unpad. Bandung: Jurusan Fisika Energi Unpad. 8. Overstaeten, RJ Van and RP Mertens. 1986. Physics, Teknology and use of Photovoltaics. England: Adam Hilger LTD. 9. Solarex Corp. Penuntun ke Teknik Listrik Tenaga Surya . Jakarta : PT Dwi Karya.
52
Lampiran
Gambar 2.11 Skema Pemakian Beban Langsung dari Solar Sel
53
2.12 Flowchart
START
INISIALISASI ya Jika sensor LDR=1
ya
Transfer Data Ke ADC 1,2,3
Tampilkan data ADC 2, pada VB
ya
Transfer Data Ke ADC 4,5
Tampilkan data ADC 4,5 pada VB
ya
A
Tidak
Tidak
ya
Jika sensor Arus=1 ya
B
Tidak
Ket : ya
Catu daya =0
End
ADC 1 = LDR Timur Tidak
ADC 2 = LDR Atas ADC 3 = LDR Barat
A ya
Tidak
ADC 4 = Volt
if ADC1 >ADC2dan3
ya
Motor putar arah timur
ya
C
ADC 5 = Arus
Tidak ya
if ADC2 >ADC1dan3
ya
Motor mati
C
Tidak ya
if ADC3 >ADC1dan2
Motor putar arah barat
ya
C
Tidak
B
A
Tidak if V>13
ya
if V<10
ya
Charger Off
Charger On
ya
ya
Tidak
C
Jika sensor Arus=1
ya
Transfer Data Ke ADC 4,5
Tampilkan data ADC 4,5 pada VB
ya
B
Tidak
54
2.13 Blok Diagram
55
Gambar 2.14 Skema Supply Tegangan dan Arus pada Mikrokontroller
56
DATTA SSHEEEETT AVR-P40-USB-8535 AVR MICROCONTROLLER PROTOTYPE BOARD WITH USB, JTAG and STKxx COMPATIBLE 10 PIN ICSP
Gambar 2.15 AVR-P40-USB-8535 FEATURES • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
Supports all devices which are pin to pin compatible with AT90S8535 AVR microcontrollers ICSP 5x2 pin connector for in-circuit programming with AVR-PG1 or AVR-PG2 JTAG port 5x2 for in-circuit debugging/programming with AVR-JTAG and AVR-JTAG-USB (ATJTAGICE) USB to RS232 FT232 converter I2C EEPROM socket Takes power from USB no need for external adapter Power supply filtering capacitors Quartz crystall oscilator circuit 8Mhz Reset IC ZM33064 Reset button General purpose push button Status LED connected to PB0 via removable jumper DIL40 microcontroller socket Extension pin headers for each uC pin Four mounting holes 3.3 mm (0.13") Grid 100 mils GND bus Vcc bus FR-4, 1.5 mm (0,062"), green soldermask, white silkscreen component print Dimensions 100 mm x 80 mm (3.9 x 3.15") 57
Gambar 2.16 Skematic AVR 8535
58
Gambar 2.17 LDR
59
Gambar Asli ( beban )
60
Gambar Asli ( tampak samping)
61
Gambar Asli (tampak depan)
62
