Rancang Bangun Sistem Pengangkatan Air Menggunakan Motor AC dengan Sumber Listrik Tenaga Surya

dokumen-dokumen yang mirip
II. Tinjauan Pustaka. A. State of the Art Review

Pemanfaat Energi Surya untuk Menggerakan Pompa Motor DC Yang Dikontrol Mikrokontroler ATmega8535

BAB I PENDAHULUAN. Energi listrik adalah energi yang mudah dikonversikan ke dalam bentuk

STUDI TERHADAP UNJUK KERJA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA 1,9 KW DI UNIVERSITAS UDAYANA BUKIT JIMBARAN

PEMANFAATAN ENERGI MATAHARI MENGGUNAKAN SOLAR CELL SEBAGAI ENERGI ALTERNATIF UNTUK MENGGERAKKAN KONVEYOR

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

DASAR TEORI. Kata kunci: grid connection, hybrid, sistem photovoltaic, gardu induk. I. PENDAHULUAN

Adaptor. Rate This PRINSIP DASAR POWER SUPPLY UMUM

RANCANG BANGUN BATERAI CHARGE CONTROL UNTUK SISTEM PENGANGKAT AIR BERBASIS ARDUINO UNO MEMANFAATKAN SUMBER PLTS

Politeknik Negeri Sriwijaya

Muhamad Fahri Iskandar Teknik Mesin Dr. RR. Sri Poernomo Sari, ST., MT

pusat tata surya pusat peredaran sumber energi untuk kehidupan berkelanjutan menghangatkan bumi dan membentuk iklim

PERANCANGAN POMPA AIR TENAGA SURYA GUNA MEMINDAHKAN AIR BERSIH KE TANGKI PENAMPUNG

Pelatihan Sistem PLTS Maret 2015 PELATIHAN SISTEM PLTS INVERTER DAN JARINGAN DISTRIBUSI. Rabu, 25 Maret Oleh: Nelly Malik Lande

ANALISIS KARAKTERISTIK ELECTRICAL MODUL PHOTOVOLTAIC UNTUK PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA SKALA LABORATORIUM

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

NASKAH PUBLIKASI EVALUASI PENGGUNAAN SEL SURYA DAN INTENSITAS CAHAYA MATAHARI PADA AREA GEDUNG K.H. MAS MANSYUR SURAKARTA

PENERANGAN JALAN UMUM MENGGUNAKAN PHOTOVOLTAIC ( PV)

Materi 5: ELEKTRONIKA DAYA (2 SKS / TEORI) SEMESTER 106 TA 2016/2017 PROGRAM STUDI PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRONIKA

BAB I PENDAHULUAN 1.1 L atar Belakang Masalah

ANALISA RANCANGAN SEL SURYA DENGAN KAPASITAS 50 WATT UNTUK PENERANGAN PARKIRAN UNISKA ABSTRAK

BAB III PERANCANGAN ALAT

P R O P O S A L. Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS), LPG Generator System

BAB I PENDAHULUAN. memiliki intensitas matahari yang tinggi pertahunnya. Potensi tersebut

ANALISIS PERBANDINGAN OUTPUT DAYA LISTRIK PANEL SURYA SISTEM TRACKING DENGAN SOLAR REFLECTOR

Perencanaan Pembangkit Listrik Tenaga Surya Secara Mandiri Untuk Rumah Tinggal

BAB I PENDAHULUAN. untuk pembangkitan energi listrik. Upaya-upaya eksplorasi untuk. mengatasi krisis energi listrik yang sedang melanda negara kita.

RANGKAIAN INVERTER DC KE AC

PERANCANGAN ALAT PENYEMPROT HAMA TANAMAN TIPE KNAPSACK BERBASIS SOLAR PANEL 20 WP

NASKAH PUBLIKASI PENGGUNAAN PANEL SURYA (SOLAR CELL) SEBAGAI PEMBANGKIT LISTRIK ALTERNATIF UNTUK POMPA AKUARIUM DAN PEMBERI MAKAN OTOMATIS

1. Pendahuluan. Prosiding SNaPP2014 Sains, Teknologi, dan Kesehatan ISSN EISSN

INVERTER 15V DC-220V AC BERBASIS TENAGA SURYA UNTUK APLIKASI SINGLE POINT SMART GRID

PERANCANGAN PROTOTIPE SISTEM PENJEJAK MATAHARI UNTUK MENGOPTIMALKAN PENYERAPAN ENERGI SURYA PADA SOLAR CELL

BAB III PERANCANGAN SISTEM PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA (PLTS) SEBAGAI CATU DAYA PADA BTS MAKROSEL TELKOMSEL

BAB III PRINSIP KERJA ALAT DAN RANGKAIAN PENDUKUNG

BAB I PENDAHULUAN. daya yang berpotensi sebagai sumber energi. Potensi sumber daya energi

BAB II LANDASAN TEORI

MODEL PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA ANGIN DAN SURYA SKALA KECIL UNTUK DAERAH PERBUKITAN

Air menyelimuti lebih dari ¾ luas permukaan bumi kita,dengan luas dan volumenya yang besar air menyimpan energi yang sangat besar dan merupakan sumber

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

NASKAH PUBLIKASI DESAIN SISTEM PARALEL ENERGI LISTRIK ANTARA SEL SURYA DAN PLN UNTUK KEBUTUHAN PENERANGAN RUMAH TANGGA

Sistem PLTS OffGrid. TMLEnergy. TMLEnergy Jl Soekarno Hatta no. 541 C, Bandung, Jawa Barat. TMLEnergy. We can make a better world together CREATED

BAB IV PERHITUNGAN DAN PENGUJIAN PANEL SURYA

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Energi listrik sangat di butuhkan pada zaman modern ini, karena saat ini kebutuhan manusia akan teknologi

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA

BAB I PENDAHULUAN. yang akan di ubah menjadi energi listrik, dengan menggunakan sel surya. Sel

BAB I PENDAHULUAN. Perusahaan Listrik Negara (PLN) merupakan penyuplai listrik di Indonesia

PANEL SURYA dan APLIKASINYA

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

BAB III ANALISA DAN PERANCANGAN

PENGARUH PENAMBAHAN ALAT PENCARI ARAH SINAR MATAHARI DAN LENSA CEMBUNG TERHADAP DAYA OUTPUT SOLAR CELL

NASKAH PUBLIKASI KINERJA POMPA AIR TENAGA SURYA PORTABLE BERDASARKAN INTENSITAS TENAGA SURYA

BAB 2 LANDASAN TEORI

Sistem PLTS Off Grid Komunal

NASKAH PUBLIKASI PEMBASMI HAMA MENGGUNAKAN GELOMBANG ULTRASONIC DENGAN MEMANFAATKAN PANEL SURYA (SOLAR CELL)

KAJIAN EKONOMIS ENERGI LISTRIK TENAGA SURYA DESA TERTINGGAL TERPENCIL

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

BAB III PERANCANGAN ALAT

Kata Kunci : PLTMH, Sudut Nozzle, Debit Air, Torsi, Efisiensi

PERANCANGAN SISTEM HIBRID PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA DENGAN JALA-JALA LISTRIK PLN UNTUK RUMAH PERKOTAAN

1. PRINSIP KERJA CATU DAYA LINEAR

RANCANG SUPPLY K LISTRIK JURUSAN MEDAN AKHIR. Oleh : FABER HENDRA FRISKA VOREZKY

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Jurnal Ilmiah TEKNIKA ISSN: STUDI PENGARUH PENGGUNAAN BATERAI PADA KARAKTERISTIK PEMBANGKITAN DAYA SOLAR CELL 50 WP

PENJADWALAN KEMIRINGAN PANEL SURYA MENGGUNAKAN SMART RELAY (PLC) ZELIO UNTUK MENDAPATKAN TEGANGAN KELUARAN OPTIMAL

KATA PENGANTAR. Meulaboh,15 Januari Penulis. Afrizal Tomi

Ribuan tahun yang silam radiasi surya dapat menghasilkan bahan bakar fosil yang dikenal dengan sekarang sebagai minyak bumi dan sangat bermanfaat bagi

BAB I PENDAHULUAN. sumber energi tenaga angin, sumber energi tenaga air, hingga sumber energi tenaga

BAB I PENDAHULUAN. perkantoran, maupun industrisangat bergantung pada listrik. Listrik

Rancang Bangun Sistem Tracking Panel Surya Berbasis Mikrokontroler Arduino

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

SISTEM KONVERTER PADA PLTS 1000 Wp SITTING GROUND TEKNIK ELEKTRO-UNDIP

UNJUK KERJA PEMBANGKIT ENERGI LISTRIK TENAGA MATAHARI PADA JARINGAN LISTRIK MIKRO ARUS SEARAH Itmi Hidayat Kurniawan 1*, Latiful Hayat 2 1,2

PENGUJIAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA DENGAN POSISI PLAT PHOTOVOLTAIC HORIZONTAL

BAB III DESKRIPSI DAN PERENCANAAN RANCANG BANGUN SOLAR TRACKER

BAB I PENDAHULUAN V = IR P = IV = I (2) R

BAB IV PERANCANGAN DAN ANALISA UPS

1BAB I PENDAHULUAN. contohnya adalah baterai. Baterai memberikan kita sumber energi listrik mobile yang

BAB IV HASIL DAN ANALISIS Perancangan Sistem Pembangkit Listrik Sepeda Hybrid Berbasis Tenaga Pedal dan Tenaga Surya

DESAIN DAN IMPLEMENTASI INVERTER SATU PHASA 500 V.A. Habibullah 1 Ari Rizki Ramadani 2 ABSTRACT

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

ANALISIS KINERJA PHOTOVOLTAIC BERKEMAMPUAN 50 WATT DALAM BERBAGAI SUDUT PENEMPATAN

5 HASIL DAN PEMBAHASAN

DAFTAR ISI. ABSTRAK... Error! Bookmark not defined. KATA PENGANTAR... Error! Bookmark not defined. DAFTAR ISI... iv. DAFTAR TABEL...

Tugas Makalah Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)

PERANCANGAN SISTEM HIBRID PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA DENGAN JALA-JALA LISTRIK PLN UNTUK RUMAH PEDESAAN

BAB III METODE PENELITIAN. Penelitian dan perancangan serta penyelesaian penulisan laporan tugas akhir

LAPORAN PRAKTIKUM ENERGI PERTANIAN PENGUKURAN TEGANGAN DAN ARUS DC PADA SOLAR CELL

PERBANDINGAN PENGARUH TAHANAN ROTOR TIDAK SEIMBANG DAN SATU FASA ROTOR TERBUKA : SUATU ANALISIS TERHADAP EFISIENSI MOTOR INDUKSI TIGA FASA

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS

STUDI EKSPERIMENTAL PENGARUH SUDUT KEMIRINGAN TERHADAP PERPINDAHAN KALOR PADA MODUL PHOTOVOLTAIC UNTUK MENINGKATKAN DAYA KELUARAN

Andriani Parastiwi. Kata-kata kunci : Buck converter, Boost converter, Photovoltaic, Fuzzy Logic

BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN

RANCANG BANGUN SISTEM MONITORING BEBAN DAN INDIKATOR GANGGUAN PADA RUMAH MANDIRI BERBASIS MIKROKONTROLLER

Penyusun: Tim Laboratorium Energi

BAB II NO BREAK SYSTEM

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

POLITEKNIK NEGERI MEDAN

PENGARUH BENTUK GELOMBANG SINUS TERMODIFIKASI (MODIFIED SINE WAVE) TERHADAP UNJUK KERJA MOTOR INDUKSI SATU FASA

Transkripsi:

Rancang Bangun Sistem Pengangkatan Air Menggunakan Motor dengan Sumber Listrik Tenaga Surya Cok. Gede Indra Partha, I Wayan Arta Wijaya, dan I Nyoman Setiawan Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik, Universitas Udayana Bali, Indonesia e-mail: cokindra@ee.unud.ac.id Abstrak Melihat letak geografis Indonesia pada daerah khatulistiwa yang sangat potensial, mengakibatkan intensitas radiasi matahari yang bisa dimanfaatkan cukup merata sepanjang tahun. Sumber energi surya di Indonesia memiliki intensitas rata-rata sekitar 4.8 kwh/m 2 /hari. Energi surya yang terdapat di Pulau Bali sangat cocok dimanfaatkan sebagai sumber energi alternatif. Banyak daerah- daerah pertanian di Bali berbentuk trasiring, dengan sumber mata air berada lebih rendah dari permukaan tanah pertanian. melihat permasalahan di atas, dalam penelitian ini dilakukan sebuah rancang bangun sistem pengangkatan air menggunakan motor dengan sumber listrik tenaga surya. Dalam rancang bangun ini menggunakan empat panel surya sebagai sumber energi listrik dan sebuah penstabil tegangan/ regulator 12 Volt. Untuk merubah arus DC menjadi, menggunakan sebuah inverter. Untuk menaikan air digunakan sebuah pompa 220 Volt ; 60 Watt. Hasil dari rancang bangun sistem pengangkatan air dengan sumber energi listrik tenaga surya, pada kondisi cuaca cerah dapat menaikkan air selama tujuh jam/hari, yaitu dari pukul 09.00-15.00 dan menghasilkan debit air 2100 liter/hari (5,0 liter/menit) dengan total head 2,6 meter. Kata kunci: Tenaga Surya, energi alternatif I. Pendahuluan Air merupakan suatu kebutuhan dasar manusia yang sangat penting, baik itu untuk keperluan hidup seharihari maupun untuk kebutuhan yang menunjang proses produksi. Dengan kondisi pada daerah pertanian yang memiliki sumber mata air yang berada lebih rendah dari permukaan tanah pertanian, dimana proses untuk membawa air dari permukaan tanah yang lebih rendah, sampai ke permukaan tanah pertanian memerlukan tenaga dan waktu yang cukup banyak jika menggunakan cara yoltaiang konvensional. Oleh sebab itu dibutuhkan suatu teknologi pompanisasi yang baik untuk memudahkan pengangkatan air tersebut. Dengan kondisi di daerah pertanian yang tidak dijangkau aliran listrik PLN, seiring dengan kemajuan teknologi pompanisasi untuk menaikkan air dari sumber mata air yang berada lebih rendah dari permukaan tanah, dapat memanfaatkan teknologi Pembangkit Listrik Tenaga Surya, sebagai sumber energi untuk mengatasi permasalahan tersebut. Melihat letak Geografis Indonesia pada daerah khatulistiwa yang sangat potensial, yang mengakibatkan intensitas radiasi matahari yang bisa dimanfaatkan cukup merata sepanjang tahun. Berdasarkan data penyinaran matahari yang dihimpun dari 18 lokasi di Indonesia, sumber energi surya di Indonesia memiliki intensitas ratarata sekitar 4.8 kwh/m 2 /hari. Provinsi Bali mempunyai kapasitas energi surya di atas rata-rata [5]. Dengan intensitas sinar matahari di Provinsi Bali sangat baik maka energi matahari sangat tepat dimaanfaatkan sebagai energi alternatif. Kelebihan dari energi matahari adalah, energi yang diperbaharui, tidak menyebabkan polusi udara, tersedia hampir di mana-mana dan sepanjang tahun. Melihat permasalahan tersebut, dalam penelitian ini akan dirancang sistem pengangkatan air menggunakan motor dengan sumber listrik tenaga surya. Setelah perancangan rancang bangun sistem pengangkatan air dengan sumber listrik tenaga surya, diharapkan dapat membantu proses pengangkatan air, terutama pada daerah pertanian yang sumber mata airnya berada lebih rendah dari permukaan tanah pertanian II. A. Potensi Matahari Kajian Pustaka Negara Indonesia dengan letak geografis yang strategis memiliki banyak kekayaan alam yang dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi yang diperbaharui contohnya energi angin, air, panas bumi maupun biomassa dan energi matahari. Potensi pemanfaatan energi sinar matahari atau sinar surya di Indonesia sangatlah besar dengan keadaan iklimnya yang tropis. Saat ini pemanfaatan energi surya merupakan salah satu hal yang sedang dikembangkan oleh pemerintah Indonesia khususnya di Bali [3]. Indonesia 84

merupakan daerah sekitar katulistiwa dan daerah tropis dengan luas daratan hampir 2 juta Km 2, dikaruniai penyinaran matahari lebih dari 6 jam sehari atau 2.400 jam dalam setahun. Pada keadaan cuaca cerah permukaan bumi menerima sekitar 1000Wh/m 2. Pemanfaatan energi surya sebagai sumber energi listrik di Indonesia ditargetkan akan mencapai 25 MW pada tahun 2020. Selain untuk memenuhi listrik pedesaan, energi surya diharapkan juga mampu berperan sebagai salah satu sumber energi alternatif di wilayah perkotaan ataupun pedesaan, yang dimanfaatkan untuk lampu penerangan jalan, penyediaan listrik untuk rumah peribadahan, sarana umum, sarana pelayanan kesehatan, Kantor Pelayanan Umum Pemerintah, hingga untuk pompa air (solar power supply for waterpump) yang digunakan untuk pengairan irigasi atau sumber air bersih [3]. B. Periode Jatuh Sinar Matahari Untuk mendapatkan output yang maksimal, maka permukaan PV array harus dipasang atau dihadapkan tegak lurus dengan jatuhnya sinar matahari. Agar mengenai semua bidang pada PV array, mengingat poros bumi mempunyai kemiringan tetap 23,450 selama mengitari matahari, maka sinar matahari tidaklah selalu jatuh tegak lurus dengan garis khatulistiwa, akan tetapi pada saat-saat tertentu saja. Ini juga disebabkan karena bumi memiliki banyak iklim. Dalam satu tahun periode jatuhnya sinar matahari ke bumi dapat disimpulkan sebagai berikut: 1. Periode 21 Maret sampai dengan 20 Juni, terjadi penyimpangan sebesar 23,450 kearah garis balik utara (northern hemisphere) terhadap garis khatulistiwa. 2. Periode 21 Juni sampai dengan 20 September, sinar matahari jatuh ke bumi tepat pada garis khatulistiwa. 3. Periode 21 September sampai dengan 20 Desember, di mana pada saat ini terjadi penyimpangan sebesar 23,450 kearah garis balik selatan (southern hemisphere) terhadap garis khatulistiwa. 4. Periode 21 Desember sampai dengan 20 Maret, sinar matahari jatuh ke bumi tepat pada garis khatulistiwa. C. Photovoltaic (PV) Photovoltaic (PV) adalah suatu sistem atau cara langsung (direct) untuk mentransfer radiasi matahari Gambar 1. Orbit Bumi dan Sudut Penyimpangan. atau energi cahaya menjadi energi listrik [2]. Sistem photovoltaic ini bekerja dengan prinsip efek photovoltaic. Efek photovoltaic adalah fenomena dimana suatu sel photovoltaic dapat menyerap energi cahaya dan merubahnya menjadi energi listrik [8] [9]. Efek photovoltaic ini didefinisikan sebagai suatu fenomena munculnya beda potensial listrik akibat kontak dua elektroda yang dihubungkan dengan sistem padatan atau cairan saat diexpose di bawah energi cahaya. Energi solar atau radiasi cahaya terdiri dari biasan foton-foton yang memiliki tingkat energi yang berbeda-beda. Perbedaan tingkat energi dari foton cahaya inilah yang akan menentukan panjang gelombang dari spektrum cahaya. Foton yang terserap oleh sel PV inilah yang akan memicu timbulnya energi listrik. D. Pompa Pompa adalah suatu alat yang berfungsi untuk mengalirkan, memindahkan dan mensirkulasikan zat cair incompressible dengan cara menaikan tekanan dan kecepatan dari suatu tempat ke tempat lain, atau dengan kata lain pompa adalah alat yang merubah energi mekanik dari suatu alat penggerak (driver) menjadi energi potensial yang berupa head, sehingga zat cair tersebut memiliki tekanan sesuai dengan head yang dimilikinya[7]. Agar zat cair tersebut mengalir, maka diperlukan energi tekan yang diberikan pompa, dan energi tekan ini harus mampu membatasi berbagai macam kerugiankerugian yang terjadi sepanjang lintasan atau instalasi pipa yang dilalui zat tersebut. Perpindahan zat cair ini dapat mendatar, tegak lurus atau arah campuran keduanya. Pada perpindahan zat cair yang tegak lurus harus dapat mengatasi hambatan-hambatan, seperti yang terdapat pada pemindahan zat cair arah mendatar, yaitu adanya hambatan gesekan. Hambatan gesekan ini akan mempengaruhi kecepatan aliran dan adanya perbedaan head antara sisi isap (suction) dengan sisi tekan (discharge). E. Motor Motor arus bolak-balik () menggunakan arus listrik bolak balik secara teratur pada rentang waktu tertentu. Motor listrik memiliki dua buah bagian dasar listrik: stator dan rotor [1]. Stator merupakan komponen listrik statis. Rotor merupakan komponen listrik berputar untuk memutar sumbu motor. Kecepatan motor lebih sulit dikendalikan, untuk mengatasi pengendalian kecepatan motor dapat dilengkapi dengan pengendalian frekuensi untuk meningkatkan kendali kecepatan sekaligus menurunkan dayanya. Motor induksi merupakan motor yang paling populer di industri karena kehandalannya dan lebih mudah perawatannya. Motor induksi cukup murah (harganya setengah atau kurang dari harga sebuah motor DC) dan juga memberikan rasio daya terhadap berat yang cukup tinggi (sekitar dua kali motor DC) [7]. F. Regulator Regulator adalah rangkaian regulasi atau pengatur tegangan keluaran dari sebuah catu daya. Regulator 85

tegangan digunakan untuk menstabilkan keluaran tegangan dari sumber daya atau power supply [4]. Unit sumber daya (power supply) biasanya terdiri atas rangkaian penyearah dan filter. Keluaran tegangan dari sumber daya yang belum distabilkan sangat dipengaruhi oleh perubahan tegangan masukan (listrik jala-jala) dan perubahan beban. Oleh karena itu tujuan regulator tegangan adalah untuk mengatasi kedua pengaruh tersebut, sehingga dapat memperoleh tegangan keluaran yang stabil. G. Inverter Inverter adalah perangkat elektronika yang dipergunakan untuk mengubah tegangan DC (Direct Current) menjadi tegangan (Alternating Curent). Output suatu inverter dapat berupa tegangan dengan bentuk gelombang sinus (sine wave), gelombang kotak (square wave) dan sinus modifikasi (sine wave modified). Sumber tegangan input inverter dapat menggunakan battery, tenaga surya, atau sumber tegangan DC lainnya. Mulai Observasi Awal Perakitan sistem pompa dan PLTS Pengujian sistem pompa dan PLTS Apakah rangkaian bekerja? Pengambilan data pada sistem pompa dan sistem PLTS Perbaikan A. Analisis Data III. Metodelogi Penelitian Analisis data dilakukan secara deskritif, dengan analisa perhitungan pada data yang diperoleh dengan urutan sebagai berikut: 1. Menentukan jumlah panel surya PV yang akan digunakan pada sistem pengangkatan air menggunakan motor dengan sumber listrik tenaga surya. 2. Menentukan jenis motor yang akan diperlukan untuk mengangkat air dengan sumber listrik tenaga surya. 3. Pengukuran berapa besar debit air yang bisa diangkat oleh pompa dengan sumber listrik tenaga surya. 4. Perhitungan daya dari setiap tegangan dan arus setiap pengukuran dengan rumus sebagai berikut : P = VxI () 1 5. Efisiensi dari pompa air menggunakan motor untuk menaikkan air dengan sumber listrik tenaga surya. B. Alur Penelitian η = P OUT / P x100% ( 2) Secara sistematik langkah-langkah dari sistem pengangkatan air dengan motor ini dapat di tunjukan penelitian pada Gambar 2. IN Pembahasan Simpulan Selesai Gambar 2. Alur Penelitian rancang bangun sistem pengangkatan air dengan sumber listrik tenaga surya. mendapatkan tegangan 12 Volt, selanjutnya menggunakan inverter untuk mengubah dari arus searah DC yang keluar dari regulator 12 Volt menjadi arus bolak-balik. Beban berupa pompa 220 Volt sebagai alat penggerak untuk menaikkan air. B. Pengujian dan Pembahasan Rancang Bangun Sistem Pengangkatan Air Menggunakan Motor Dengan Sumber Listrik Tenaga Surya. Pada pengujian dan pembahasan ini, akan dilakukan pengujian dan pembahasan dari setiap masing-masing komponen yang digunakan pada rancang bangun sistem pengangkatan air menggunakan motor dengan sumber listrik tenga surya, untuk mendapatkan hasil yang lebih baik. Maka akan dilakukan pengujian setiap bagian yang dibuat meliputi: IV. Hasil dan Pembahasan A. Rancang Bangun Sistem Pengangkatan Air Menggunakan Motor dengan Sumber Listrik Tenaga Surya (PLTS) Perancangan sistem pengangkatan air pada percobaan ini adalah untuk mengetahui bagaimana cara kerja dari pompa jika menggunakan tenaga surya sebagai pembangkit listrik utamanya. Penggunakan regulator 12 Volt sebagai penstabil tegangan agar bisa tetap Gambar 3. Rancang Bangun Sistem Pengangkatan Air Menggunakan Motor Dengan Sumber Listrik Tenaga Surya (PLTS). 86

1. Pengujian Rangkaian Panel Surya tanpa beban 2. Pengujian rangkaian Panel Surya dengan beban 1 Ohm 3. Pengujian tegangan output dan Regulator 12 Volt saat berbeban 4. Pengujian tegangan dan arus pada inverter 12 Volt DC-220 Volt dengan beban motor 220 Volt; 60 Watt. 5. Pengujian pompa dengan menghitung berapa debit air yang bisa dihasilkan. B.1 Pengujian Panel Surya Tanpa Beban Panel surya merupakan komponen yang sangat penting karena sebagai sumber pembangkit listrik yang akan mensuplay arus dan tegangan pada rancang bangun sistem pengangkatan air menggunakan motor dengan sumber listrik tenaga surya. Daya input yang kemudian menentukan daya listrik dari sel surya, semakin besar daya input yang diperoleh panel surya, listrik yang dihasilkan panel surya semakin besar. Daya listrik adalah besaran yang diturunkan dari tegangan dan arus, sehingga nilai tegangan dan arus yang di hasilkan merupakan nilai kelistrikan yang dimiliki panel surya. Pengujian tanpa beban ini dilakukan untuk mengetahui seberapa besar tegangan yang dihasilkan oleh panel surya. Tabel 1. Hasil Pengukuran Panel Surya Tanpa Beban. No Waktu Teg Panel Surya (Volt) Kondisi Cuaca 1 07.00 17.87 Cerah 2 08.00 18.38 Cerah 3 09.00 18.49 Cerah 4 10.00 18.82 Cerah 5 11.00 18.19 Berawan 6 12.00 18.26 Berawan 7 13.00 18.67 Cerah 8 14.00 17.91 Berawan 9 15.00 18.22 Cerah 10 16.00 17.83 Cerah 11 17.00 17.76 Berawan 12 18.00 16.75 Berawan Rata rata 18.12 Maks 18.82 Min 16.75 Gambar 5. blok diagram pengukuran arus dan tegangan panel surya dengan beban penuh. Hasil pengukuran dari panel surya tanpa beban dapat diperhatikan pada Tabel 1. B.2 Pengujian Panel Surya dengan Beban Penuh. Pengujian panel surya dengan beban penuh ini dimaksudkan mengukur output dari panel surya dengan menambahkan tahanan sebesar 1 Ohm sebagai beban, untuk lebih jelasnya dapat diperhatikan pada blok diagram pengukuran arus dan tegangan pada Gambar 5. Untuk mengetahui daya dari panel surya dapat dicari dengan persamaan daya listrik yaitu: P = V.I.R Berikut adalah perhitungan daya dari pengukuran pada panel surya dengan beban 1 ohm P =V.I.R Tabel 2. Hasil Pengukuran Kapasitas Panel Surya Dengan Beban 1 Ohm. No Waktu Teg Panel Surya (Volt) I Panel Surya (Amp) Daya Panel Surya (Watt) Kondisi Cuaca 1 07.00 4.87 3.88 18.89 Cerah 2 08.00 5.76 4.50 25.92 Cerah 3 09.00 9.43 7.38 69.59 Cerah 4 10.00 10.79 8.11 87.50 Cerah 5 11.00 11.22 8.59 96.37 Cerah 6 12.00 12.46 9.30 115.8 Cerah 7 13.00 11.68 8.39 97.99 Cerah 8 14.00 10.74 8.01 86.02 Cerah 9 15.00 9.33 7.32 68.29 Cerah 10 16.00 7.64 5.99 45.76 Cerah 11 17.00 3.21 2.57 8.249 Berawan 12 18.00 1.07 0.84 0.954 Berawan Rata rata 8.183 6.24 60.11 Maks 12.46 9.30 115.8 Gambar 4. Blok diagram Pengukuran Tegangan Panel Surya tanpa beban. Min 1.07 0.84 0.954 87

= 10.93 x 7.36 x 1 = 80.44 Watt Hasil pengukuran dari panel surya dengan beban 1 Ohm dalam waktu 12 jam, dengan kondisi cuaca yang berubah-ubah. di tunjukkan pada Tabel 2. B.3 Pengujian Rancang Bangun Sistem Pengangkatan Air Menggunakan Motor dengan Sumber Listrik Tenaga Surya (PLTS) Pada rancang bangun sistem pengangkatan air menggunakan motor dengan sumber listrik tenaga surya ini akan memanfaatkan sebuah inverter 12 Volt DC-220 Volt, sesuai dengan fungsi dari inverter yaitu merubah arus searah DC menjadi arus bolak-balik, karena output yang dihasilkan regulator 12 Volt sebagai penstabil tegangan masih berupa arus DC, sedangkan pada rancang bangun sistem pengangkatan air menggunakan sumber energi tenaga surya ini, memanfaatkan arus untuk menggerakkan motor 220; 60 Watt. Dalam inverter tegangan DC 12 Volt akan di kendalikan dengan sistem flip-flop atau menggunakan IC timer 555, sehingga menjadi arus yang kemudian dialirkan kebelitan sekunder yang terdapat di dalam trafo sehingga lilitan primer akan menghasilkan tegangan kurang lebih 220 Volt. Cara kerja yang dimiliki inverter ini hampir sama dengan cara kerja dari trafo Step Up. Selanjutnya pada rancang bangun ini, output yang dihasilkan inverter 12 Volt DC-220 Volt selanjutnya akan menjadi input dari beban inverter 220 Volt yaitu pompa 220 Volt; 60 Watt, untuk lebih jelas mengenai rancang bangun dengan sumber energi listrik tenaga surya, dapat diperhatikan blok diagram Gambar 6. Dengan arus yang dihasilkan 0.3 Amper. Maka dapat ditentukan daya inverter 12 Volt DC-220 Volt dengan persamaan: P = V.I.R = 201.7 x 0.2 x 1 = 40.34 Watt Jadi daya yang dihasilkan inverter 12 Volt DC - 220 Volt dengan dibebani motor 220 Volt ; 60 Watt dalam kondisi ON dan menaikkan air adalah sebesar 40.34 Watt, kondisi ini motor pompa sudah mulai beroperasi. Hasil pengukuran tegangan dan arus selama dua belas jam dengan kondisi cuaca yang berbeda-beda seperti ditunjukan pada Tabel 3. Gambar 6 rancang bangun dengan sumber energi listrik tenaga surya dengan pompa motor 220 V; 60 W. Tabel 3 Hasil Pengukuran Rancang bangun Sistem pengangkatan dengan beban motor 220 Volt ; 60 Watt. No Jam Teg. inverter dibebani motor (Volt) B.4 Pengukuran Total Head Dan Debit Air Dari Motor 220 Volt ; 60 Watt. Pada rancang bangun sistem pengangkatan air dengan sumber energi tenaga surya ini akan memanfaatkan pompa celup, karena pompa celup ini bisa langsung dimasukkan ke dalam air, pompa celup yang dipergunakan adalah pompa celup yamano, dengan spesifikasi sebagai berikut: Tegangan Daya motor Hmax Qmax Arus inverter dibebani motor (Amp) Daya inverter di bebani Motor (Watt) Motor : 220-240 V ~ 50 Hz : 60 Watt : 2. 6m : 2400 L/H. Kondisi Cuaca 1 07.00 2.584 0.1 0.258 OFF Berawan 2 08.00 3.981 0.1 0.398 OFF Cerah 3 09.00 201.7 0.2 20.17 ON Cerah 4 10.00 201.4 0.2 40.28 ON Cerah 5 11.00 201.1 0.2 40.22 ON Cerah 6 12.00 201.9 0.2 40.38 ON Cerah 7 13.00 202.2 0.2 40.44 ON Cerah 8 14.00 201.6 0.2 40.32 ON Cerah 9 15.00 202.2 0.2 40.45 ON Cerah 10 16.00 201.3 0.2 40.26 ON Cerah 11 17.00 3.943 0.2 0.394 OFF Berawan 12 18.00 2.719 0.1 0.271 OFF Berawan Rata rata 135.9 0.2 26.38 Maks 202.2 0.2 40.45 Min 2.719 0.1 0.271 Pada spesifikasi di atas adalah kemampuan maksimal yang dimiliki oleh pompa celup Yamano yang membutuhkan tegangan 220 240 Volt, total daya yang diperlukan pompa adalah 60 Watt, dengan total head 2,6 meter dan jumlah air yang dapat dihasilkan pompa hisap ini adalah 2400 liter per jam. Setelah melakukan penelitian selama beberapa kali, debit air yang bisa di naikkan adalah 5 liter/menit, dengan total head 2,6 meter. Percobaan yang dilakukan pada kondisi cerah. Hasil pengujian pengangkatan air dapat di tunjukkan pada gambar 4.4. pada gambar 4.4 (a) menunjukkan debit air yang bisa di naikkan oleh pompa selama satu menit yang diukur pada sebuah bejana. Untuk gambar (b) adalah hasil tegangan dari regulator 12 Volt pada saat dibebani dengan inverter 220 Volt, dengan hasil yang ditunjukkan 11.01 Volt DC. Sedangkan gambar (c) adalah menunjukkan hasil pengukuran tegangan dari 88

inverter 12 Volt DC 220 Volt yang dibebani pompa 220;60 Watt pada saat kondisi On dan disaat pompa menaikkan air yaitu adalah 202.1 Volt dengan arus 0.2 amper. Setelah mengetahui debit air yang dapat dinaikkan pompa 220;60 Watt adalah 5 liter/menit, maka dapat diketahui per jam pompa dengan sumber energi panel surya dapat menaikkan 300 liter air/jam. Dengan kondisi cuaca cerah, rancang bangun sistem pengangkatan air dengan sumber energi tenaga surya, dapat menaikkan air selama tujuh jam/hari. Dengan demikian dalam sehari pompa 220 Volt ; 60 Watt, dapat menghasilkan 2100 liter/hari. Selanjutnya dapat diketahui efisiensi dari pompa dengan hasil pengukuran pada tabel 4.4 di atas pada rancang bangun sistem pengangkatan air menggunakan motor dengan sumber energi tenaga surya dengan rumus sebagai berikut: η = P OUT / P x100% IN η = 202. 1 / 220x100% η = 91. 86% Jadi dapat diketahui efisiensi dari rancang bangun sistem pengangkatan air menggunakan motor 220 Volt ; 60 Watt, dengan sumber energi panel surya, pada kondisi On dan menaikkan air adalah 91.86 %. V. Kesimpulan Dari Pengujian dan pembahasan Rancang Bangun Sistem Pengangkatan Air Menggunakan Motor dengan Sumber Listrik Tenaga Surya (PLTS), maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut : 1. Rancang bangun sistem pengangkatan air dengan sumber energi tenaga surya, menggunakan empat buah panel surya, sebuah penstabil tegangan/regulator 12 Volt, sebuah inverter 12 Volt DC-220 Volt, yang dapat menggerakkan pompa 220;60 Watt dengan putaran nominal pada kondisi cuaca cerah. 2. Pada rancang bangun sistem pengangkatan air dengan sumber energi tenaga surya, dapat mengangkat 5 liter air/menit dengan total head 2,6 meter. Pada kondisi cuaca cerah, dalam satu hari rancang bangun sistem pengangkatan air dengan sumber energi tenaga surya, dapat bekerja selama tujuh jam sehingga dapat menaikkan air 2100 liter/hari. 3. Efisiensi dari rancang bangun sistem pengangkatan air dengan sumber listrik tenaga surya, pada kondisi maksimum adalah 91,86%. Dalam penelitian berikutnya di harapkan dapat di lengkapi dengan penambahan penyimpanan energi listrik seperti accu atau baterai, sehingga energi yang dihasilkan dapat disimpan sebagai energi cadangan dan dapat dipergunakan untuk keperluan lainnya. Referensi [1] A.E. Fitzgerald, SC.D., Dasar-dasar Elektro Teknik, Northeastern university, 1983. (b) (a) Gambar 4.4 (a) Hasil air yang bisa dinaikkan dalam waktu 1 menit oleh pompa, (b) Hasil pengukuran Tegangan regulator 12 volt dibebani inverter 220 Volt pada kondisi On, dan menaikkan air. (c) Hasil Tegangan inverter 12 Volt DC-220 Volt dibebani pompa 220 Volt ; 60 Watt. pada kondisi On disaat menaikkan air. (c) [2] Castaner, L., Markvart, T., Practical Handbook of Photovoltaic : Fundamentals and Applications, UK., 2003. [3] BAPPEDA, Peak Hour per Day untuk daerah Bali, 2004. [4] David E. Higginbotham, S.M., Electrical Engineering Section, United States Coast Guard Academy. [5] Schweizer-Ries, P., Fitriana, I., The BANPRES-LTSMD- Programme, Report on the Questionaire, ISE Fraunhofer, 1998. [6] Skema-penstabil-tegangan-12-volt-20a, http://skemarangkaianpcb.com/search/ (diakses pada: Rabu 20 Maret 2013). [7] Sularso, Pompa Dan Komperesor : Pemilihan, Pemakaian Dan Pemeliharaan, PT Pradnya Paramita, Bandung, 2004. [8] Tom markvart and Luis Castaner, Practical Handbook of Photovoltaics Fundamentals and Application, Edisi 1. United Kingdom: Elsevier, 2003. [9] Tom Markvart and Luis Castaner, Solar Cell Materials, Manufacture and Operation, United Kingdom: Elsevier, 2003. 89