KINERJA POMPA AIR DC BERDASARKAN INTENSITAS TENAGA SURYA TUGAS AKHIR Disusun untuk Melengkapi Tugas Akhir dan Memenuhi Syarat-syarat untuk Mencapai Gelar Sarjana Teknik Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Surakarta Diajukan oleh: FITRIADI SAPUTRA D400110059 PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2015 i
KATA PENGANTAR Assalamu alaikum Wr. Wb. Puji syukur senantiasa penulis panjatkan kepada Allah SWT yang tidak pernah lelah memberikan rahmat-nya kepada setiap makhluk ciptaan-nya diatas bumi ini, sholawat serta salam semoga tetap tersanjung dipangkuan nabi besar Muhammad Saw. Syukur Almahdulillah yang hanya pantas saya ucapkan atas terselesaikannya tugas akhir ini, dalam kesempatan ini penulis megucapkan terimakasih kepada berbagai pihak yang telah membantu diantara lain: 1. Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT. Ph.D, selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 2. Bapak Umar, ST, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Surakarta. 3. Bapak Hasyim Asy ari, S.T., M.T., selaku Pembimbing I Tugas Akhir sekaligus Pembimbing Akademik yang telah memberikan bimbingan dan arahan sehingga tugas akhir ini dapat terselesaikan. 4. Bapak Agus Supardi, S.T, M.T., yang telah memberikan dukungan, bimbingan, serta arahan dengan sabar sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. 5. Bapak dan Ibu dosen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah iv
Surakarta. 6. Staf Tata Usaha, Staf akademik maupun non akademik, serta Staf Laboratorium Teknik Elektro yang telah banyak membantu dan memberikan kemudahan kepada penulis selama menempuh studi di Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Surakarta. 7. Teman-temen seperjuangan Teknik Elektro 2011, rekan-rekan KMTE, GOS, Unit Produksi dan ROBOT Universitas Muhammadiyah Surakarta atas kekeluargaan dan persahabatan yang terjalin selama ini. 8. Teman-teman kos khususnya Agung, Junaidi, Afif, Didik, Reza dan Danang yang selama ini membantu saya dan telah menjadi keluarga kedua. 9. Semua pihak yang telah membantu terselesaikannya Tugas Akhir ini yang tidak dapat penulis sampaikan satu per satu. Dengan segala kerendahan hati penulis berharap semoga karya ini memberikan manfaat kepada semua pihak dan bagi penulis sendiri pada khususnya, penulis mengharapkan kritik dan saran yang bermanfaat dan bersifat membangun. Wassalamualaikum Wr. Wb. Surakarta, 2015 Penulis v
MOTTO Kegagalan adalah awal dari keberhasilan,jadi jangan pantang menyerah Pengalaman adalah guru paling berharga agar tidak jatuh pada lubang yang sama Hidup terlampau singkat untuk dilewatkan bersama pilihan yang salah Jangan memuaskan diri dengan apa yang ada Mensyukuri apa yang ada dan membuatnya produktif vi
PERSEMBAHAN Teriring syukurku pada-mu, kupersembahkan karya ini untuk : 1. Allah SWT. Atas karunia, nikmat, serta rahmat yang tak pernah henti kau kucurkan padaku. 2. Nabi Muhammad saw, sang pewaris wahyu sebagai pembawa jalan kebenaran. 3. Kedua orang tuaku dirumah, yang selalu memberikan dorongan dan motivasi serta segala dukungan yang tiada tara. 4. Dewi Puspitasari yang selalu menyuport, mendampingi, memberi semangat tanpa lelah, sabar dan ikhlas. 5. Segenap Keluarga Besar KMTE UMS. Terima kasih untuk setiap canda, tawa,sedih dan duka serta pelajaran berharga yang telah kalian beri. 6. Teman teman Teknik Elektro 2011, khususnya pada Agung, Junaidi, Afif, Reza, Didik, dan Danang. vii
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... LEMBAR PERSETUJUAN... LEMBAR PENGESAHAN... KATA PENGANTAR... MOTTO... PERSEMBAHAN... DAFTAR ISI... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR TABEL... DAFTAR KONTRIBUSI... ABSTRAKSI... i ii iii iv vi vii viii xi xii xiii xiv BAB I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Perumusan Masalah... 2 1.3 Batasan Masalah... 3 1.4 Tujuan Penelitian... 3 1.5 Manfaat Penelitian... 3 BAB II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Telaah Penelitian... 5 2.2 Landasan Teori... 6 2.2.1 Sejarah Sel Surya... 6 2.2.2 Spesifikasi Sel Surya... 8 2.2.2.1 Dasar Sel Surya... 8 2.2.2.2 Perkembangan Sel Surya... 8 viii
2.2.2.3 Energi Listrik... 9 2.2.2.4 Faktor Pengoperasian Sel Surya... 10 2.2.2.5 Photovoltaic (PV) Generator... 12 2.2.3 Arus dan Tegangan... 12 2.2.3.1 Daya... 14 2.2.4 Teori Dasar Pompa... 15 2.2.4.1 Pompa Air Tenaga Surya... 15 BAB III. METODE PENELITIAN 3.1 Metode Penelitian... 16 3.1.1 Persiapan yang Dilakukan... 16 3.1.2 Bahan dan Peralatan... 16 3.1.2.1 Bahan... 16 3.1.2.2 Peralatan... 18 3.1.3 Waktu dan Tempat... 18 3.1.3.1 Pengambilan Data... 18 3.2 Diagram Penelitian... 19 3.2.1 Urutan Penelitian... 19 3.2.2 Diagram Alur Penelitian... 20 BAB IV. ANALISA DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Penelitian... 28 4.2 Analisa... 29 BAB V. PENUTUP 5.1 Kesimpulan... 37 ix
5.2 Saran... 38 DAFTAR PUSTAKA... 39 LAMPIRAN... 40 x
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Karakteristik penurunan voltage terhadap kenaikan temperature... 10 Gambar 4.1 Solar Charge Controler View Star... 23 Gambar 4.2 Modul Surya 100W yang disusun secara parallel... 24 Gambar 4.3 Accu GS Astra 3 A/h... 25 Gambar 4.4 Pompa Air DC menggunakan motor Starter... 26 Gambar 4.5 Daya tahan aki terhadap intensitas cahaya pada kedalaman 1 meter... 35 Gambar 4.6 Daya tahan aki terhadap intensitas cahaya pada kedalaman 2 meter... 36 Gambar 4.7 Daya tahan aki terhadap intensitas cahaya pada kedalaman 3 meter... 36 xi
DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Spesifikasi Panel Surya... 16 Tabel 4.1 Hasil Pengujian Pompa Air Berdasarkan Variasi Kedalaman Air 1 meter, 2 meter, 3 meter... 17 xii
xii
xii
ABSTRAKSI Semakin meningkat kebutuhan energi listrik maka usaha manusia untuk mengeksploitasi sumber energi habis pakai turut meningkat. Mengingat terbatasnya persediaan sumber energi tersebut, maka mulai dicari sumber energi lain seperti energi matahari, energi gelombang, energi angin, energi pasang surut, dan energi lainnya. Saat ini penggunaan solar sel semakin dikembangkan sebagai salah satu alternatif sumber pembangkit listrik. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kinerja pompa air dengan menggunakan tenaga surya, dan pengamatan yang dilakukan adalah terkait dengan kedalaman sumber air, intensitas yang dihasilkan solar sel, dan debit air yang dihasilkan pompa air. Penelitian dan analisa yg dilakukan menunjukan bahwa pompa air memperoleh debit tertinggi ketika sumber air pada kedalaman 1 meter, dengan keluaran air sebanyak 21 liter per menit. debit air terendah adalah ketika sumber air terletak pada kedalaman 3 meter, dengan keluaran air sebanyak 19 liter. Pompa air bekerja paling lama yaitu ketika intensitas cahaya 82.200 LUX pada kedalaman 1 meter, dapat bekerja selama 3,90 menit. Berbanding terbalik ketika intensitas cahaya 0 LUX pada kedalaman 3 meter, hanya mamperoleh waktu 2,34 menit, hal ini disebabkan karena intensitas cahaya akan turut membantu menyumplai beterai atau accu. Kata kunci :accu, intensitas cahaya, lux, pompa air, solar cell xiv