Rancang Bangun Sistem Hibrid PLT Surya dengan Jaringan Listrik Rumah Tangga Sederhana disekitar Kampus Unnes

dokumen-dokumen yang mirip
MODEL PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA ANGIN DAN SURYA SKALA KECIL UNTUK DAERAH PERBUKITAN

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

BAB I PENDAHULUAN. A. Latar Belakang

BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang dan Permasalahan

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

JOBSHEET SENSOR CAHAYA (SOLAR CELL)

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

BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah

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

PROTOTIPE ROBOT PENGANTAR BARANG MENGGUNAKAN ANDROID

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

RANCANG BANGUN BATTERY CHARGE CONTROLLER DUAL SUMBER SUPLAI BEBAN DENGAN PLTS DAN PLN BERBASIS MIKROKONTROLER

BAB II. PENJELASAN MENGENAI System-on-a-Chip (SoC) C8051F Pengenalan Mikrokontroler

DISAIN DAN IMPLEMENTASI PENGENDALI LAMPU JARAK JAUH DAN DEKAT PADA KENDARAAN BERMOTOR SECARA OTOMATIS

PANEL SURYA dan APLIKASINYA

BAB III PERANCANGAN ALAT

BAB I PENDAHULUAN. hampir setiap kehidupan manusia memerlukan energi. Energi ada yang dapat

II. TINJAUAN PUSTAKA. Mikrokontroler ATmega8535 merupakan salah satu jenis mikrokontroler keluarga AVR

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Gambar 1.1 Sumber energi di Indonesia (Overview Industri Hulu Migas, 2015)

BAB II DASAR TEORI. open-source, diturunkan dari Wiring platform, dirancang untuk. memudahkan penggunaan elektronik dalam berbagai

II. TINJAUAN PUSTAKA. Transduser adalah suatu piranti (alat) yang dapat mengubah satu bentuk energi ke

PENGEMBANGAN TEKNOLOGI TEPAT GUNA : STUDI PARAMETER TEKNOLOGI HYBRID KOLEKTOR SEL SURYA SEBAGAI TEKNOLOGI PENGERING HASIL PANEN ABSTRAK

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

RANCANG BANGUN MODEL PENYEIMBANG BEBAN PADA GENERATOR INDUKSI

III. METODOLOGI PENELITIAN. Penelitian dan perancangan tugas akhir ini telah dimulai sejak bulan Juli 2009

KAJIAN EKONOMIS ENERGI LISTRIK TENAGA SURYA DESA TERTINGGAL TERPENCIL

ABSTRAK. Kata kunci: Solar Cell, Media pembelajaran berbasis web, Intensitas Cahaya, Beban, Sensor Arus dan Tegangan PENDAHULUAN

DAFTAR ISTILAH. : perangkat keras sistem : perangkat lunak sistem. xiii

BAB II KONSEP DASAR SISTEM PENGONTROL PARTITUR OTOMATIS

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

Makalah Seminar Kerja Praktek PROSES PENYIMPANAN ENERGI PADA PLTS 1000 Wp SITTING GROUND TEKNIK ELEKTRO-UNDIP

BAB III PERANCANGAN SISTEM

BAB III PERENCANAAN PERANGKAT KERAS DAN LUNAK

Kata Kunci : Solar Cell, Modul Surya, Baterai Charger, Controller, Lampu LED, Lampu Penerangan Jalan Umum. 1. Pendahuluan. 2.

PEMBERDAYAAN ENERGI MATAHARI SEBAGAI ENERGI LISTRIK LAMPU PENGATUR LALU LINTAS

BAB 1 PENDAHULUAN Latar Belakang Masalah Indonesia masih menghadapi persoalan untuk mencapai target

BAB III PERANCANGAN. Mikrokontroler ATMEGA Telepon Selular User. Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem

II. Tinjauan Pustaka. A. State of the Art Review

Sistem Minimum Mikrokontroler. TTH2D3 Mikroprosesor

BAB III PERANCANGAN PERANGKAT KERAS DAN LUNAK. Perangkat keras dari alat ini secara umum terdiri dari rangkaian dibagi

II. TINJAUAN PUSTAKA. menjadi sumber tegangan arus searah yang bersifat variable. Pengubah daya DC-

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB I PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang

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

RANCANGAN SISTEM PARKIR TERPADU BERBASIS SENSOR INFRA MERAH DAN MIKROKONTROLER ATMega8535

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

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

BAB II KONSEP DASAR SISTEM PENGISIAN DAYA AKI

RANCANG BANGUN CATU DAYA TENAGA SURYA UNTUK PERANGKAT AUDIO MOBIL

MICROCONTROLER AVR AT MEGA 8535

SISTEM OTOMATISASI PENGENDALI LAMPU BERBASIS MIKROKONTROLER

BAB IV SIMULASI 4.1 Simulasi dengan Homer Software Pembangkit Listrik Solar Panel

BAB II LANDASAN TEORI. pada itu dapat juga dijadikan sebagai bahan acuan didalam merencanakan suatu system.

BAB I PENDAHULUAN. perhatian utama saat ini adalah terus meningkatnya konsumsi energi di Indonesia.

III. METODE PENELITIAN. Penelitian tugas akhir ini dilaksanakan di Laboratorium Elektronika Dasar

BAB III PERANCANGAN. Microcontroller Arduino Uno. Power Supply. Gambar 3.1 Blok Rangkaian Lampu LED Otomatis

PERANCANGAN ALAT PENGISI BATERAI LEAD ACID BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8535

PENERANGAN JALAN UMUM MENGGUNAKAN PHOTOVOLTAIC ( PV)

BAB III METODE PENELITIAN. Metode penelitian yang digunakan adalah metode eksperimen. Eksperimen

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

DESAIN SISTEM HIBRID PHOTOVOLTAIC-BATERAI MENGGUNAKAN BI-DIRECTIONAL SWITCH UNTUK CATU DAYA KELISTRIKAN RUMAH TANGGA 900VA, 220 VOLT, 50 HZ

1. BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Pengukuran Arus dan Tegangan pada Sistem Pembangkit Listrik Hybrid (Tenaga Angin dan Tenaga Matahari) Menggunakan Atmega 8535

Analisis Performa Modul Solar Cell Dengan Penambahan Reflector Cermin Datar

BAB III PERENCANAAN DAN REALISASI SISTEM

BAB II DASAR TEORI. mikrokontroler yang berbasis chip ATmega328P. Arduino Uno. memiliki 14 digital pin input / output (atau biasa ditulis I/O, dimana

BAB II LANDASAN TEORI. telur,temperature yang diperlukan berkisar antara C. Untuk hasil yang optimal dalam

Analisa Kinerja Sensor Suhu NTC dan LM35 Dalam Sistem Pendeteksian Suhu Ruangan Berbasis Mikrokontroler AVR ATmega 16

PROCEEDING. sepeti program untuk mengaktifkan dan PENERAPAN AUTOMATIC BUILDING SYSTEM DI PPNS. menonaktifkan AC, program untuk counter

BAB II LANDASAN TEORI

BAB III PERENCANAAN PERANGKAT KERAS DAN LUNAK

2. TINJAUAN PUSTAKA. oleh tiupan angin, perbedaan densitas air laut atau dapat pula disebabkan oleh

BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI SISTEM

BAB III PERANCANGAN SISTEM

12/18/2015 ENERGI BARU TERBARUKAN ENERGI BARU TERBARUKAN ENERGI BARU TERBARUKAN

A. PRINSIP KERJA. Mikrokontroller AVR ATmega16

MICROCONTROLER AVR AT MEGA 8535

BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI PERANGKAT KERAS DAN PERANGKAT LUNAK SISTEM. Dari diagram sistem dapat diuraikan metode kerja sistem secara global.

BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang

BAB I PENDAHULUAN. Suatu masalah terbesar yang dihadapi oleh negara-negara di dunia

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

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

BAB II Tinjauan Pustaka

BAB III ANALISA SISTEM

BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Wida Lidiawati, 2014

PERANCANGAN INKUBATOR BAYI DENGAN PENGATURAN SUHU DAN KELEMBABAN BERBASIS MIKROKONTROLER ATmega8535

BAB II LANDASAN TEORI

ENERGI SURYA DAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA. TUGAS ke 5. Disusun Untuk Memenuhi Salah Satu Tugas Mata Kuliah Managemen Energi dan Teknologi

PENGUJIAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA DENGAN POSISI PLAT PHOTOVOLTAIC HORIZONTAL

ENERGI TERBARUKAN DENGAN MEMANFAATKAN SINAR MATAHARI UNTUK PENYIRAMAN KEBUN SALAK. Subandi 1, Slamet Hani 2

BAB II KONSEP DASAR SISTEM MONITORING TEKANAN BAN

KONTROL MANUAL DAN OTOMATIS PADA GENERATOR SET DENGAN MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER MELALUI SMARTPHONE ANDROID

PINTU OTOMATIS DENGANBARCODE SCANNER BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 16

SISTEM MONITORING TINGKAT KETINGGIAN AIR BENDUNGAN BEBASIS MIKROKONTROLLER

PERANCANGAN SUMBER ENERGI HYBRID PADA ALAT MESIN PENGERING IKAN

III. METODE PENELITIAN. Pengerjaan tugas akhir ini bertempat di laboratorium Terpadu Teknik Elektro

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. 2.1PHOTODIODA Dioda foto adalah jenis dioda yang berfungsi mendeteksi cahaya. Berbeda dengan

BAB III SISTEM PENGUKURAN ARUS & TEGANGAN AC PADA WATTMETER DIGITAL

Sistem Smart House Berbasis Android sebagai Pengendali dan Pemantau Tangki Air dan Lampu Taman

BAB III PERANCANGAN ALAT

Transkripsi:

Jurnal Kompetensi Teknik Vol. 4, No. 1, November 2012 9 Rancang Bangun Sistem Hibrid PLT Surya dengan Jaringan Listrik Rumah Tangga Sederhana disekitar Kampus Unnes Henry Ananta 1 1 Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Semarang henryananta@gmail.com Abstrak : Energi baru dan yang terbarukan mempunyai peran yang sangat penting dalam memenuhi kebutuhan energi. Hal ini disebabkan penggunaan bahan bakar untuk pembangkit-pembangkit listrik konvensional dalam jangka waktu yang panjang akan menguras sumber minyak bumi, gas dan batu bara yang makin menipis dan juga dapat mengakibatkan pencemaran lingkungan. Salah satu upaya yang perlu dikembangkan adalah Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS). Tujuan penelitian ini adalah; (a). Merancang dan membangun sistem hibrid PLTS dengan jaringan listrik PLN yang cocok digunakan untuk kebutuhan rumah tangga sederhana di sekitar kampus konservasi Unnes. (b). Melakukan uji coba, analisis data elektris yang dihasilkan dan kajian data ekonomis serta perbaikan sistem. Kata kunci: sistem hibrid, PLTSurya 1. Pendahuluan 1.1. Latar Belakang Permasalahan utama pada penggunaan energi fosil saat ini selain cadangan bahan bakar fosil yang semakin menipis juga dampak pelepasan karbon ke atmosfer akibat pembakaran bahan bakar fosil dan organik yang menimbulkan pemanasan global dan sangat membahayakan kelestarian bumi seisinya. Bahkan, jika tidak ada perubahan perilaku dan pola konsumsi manusia, juga tanpa upaya mereduksi emisi gas rumah kaca untuk mengatasi pemanasan bumi, para pakar yang tergabung dalam Intergovermental Panel on Climate Change ( IPCC ) memperkirakan usia bumi tinggal 70 tahun hingga seabad lagi Proyeksi itu berdasarkan tren kenaikan suhu udara hingga empat derajat Celcius (C). Tingkat itu dapat tercapai bila emisi gas rumah kaca (GRK) terus berta mbah dalam beberapa dekade ke depan karena tidak ditegakkannya kebijakan mitigasi perubahan iklim dan pola pembangunan ramah lingkungan dan berkelanjutan. (Kompas, 28 Mei 2007). Ancaman kiamat bumi itu, menurut IPCC dapat dicegah dengan beberapa skenario untuk menurunkan GRK hingga tahun 2030. Skenario terbaiknya adalah menahan kenaikan suhu bumi hanya 2 hingga 4 derajat C sampai 23 tahun ke depan. Untuk mencapai itu konsentrasi GRK harus distabilkan pada kisaran 445-490 part per million (ppm). Skenario lai n menyebutkan, kenaikan dibatasi sekitar 3,2 hingga 4 derajat C pada kurun waktu yang sama dengan menjaga jumlah GRK 590-710 ppm. Karena itu pemanfaatan sumber energi baru yang non polutted perlu lebih dikembangkan. Energi terbarukan yang terdapat di Propinsi Jawa Tengah khususnya di daerah perbukitan kota Semarang dengan potensi cukup besar dan sesuai karakteristik sebagai sumber energi yang dapat dimanfaatkan, murah dan ramah lingkungan salah satunya adalah energi matahari. Matahari sebenarnya adalah sumber energi yang sangat potensial, menghasilkan energi yang setara dengan daya 7,3 x 10 10 MW, ramah lingkungan, tidak membutuhkan biaya pengadaan dan perawatan serta berumur sangat panjang. Energi baru dan yang terbarukan mempunyai peran yang sangat penting dalam memenuhi kebutuhan energi. Hal ini disebabkan penggunaan bahan bakar

10 Jurnal Kompetensi Teknik Vol. 4, No. 1, November 2012 untuk pembangkit-pembangkit listrik konvensional dalam jangka waktu yang panjang akan menguras sumber minyak bumi, gas dan batu bara yang makin menipis dan juga dapat mengakibatkan pencemaran lingkungan. Salah satu upaya yang perlu dikembangkan adalah Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS). PLTS dapat digunakan untuk menunjang kebutuhan listrik rumah tangga, baik yang sudah ada listrik PLN maupun yang belum dilayani PLN. Dengan menyatukan dua kekuatan sumber energi listrik yang berasal dari matahari dan sumber jaringan listrik PLN, maka kebutuhan listrik rumah tangga sederhana di sekitar kampus Konservasi Universitas Negeri Semarang dapat dilayani dengan baik, dan dapat mengurangi pemakaian listrik dari PLN. Agar penyatuan sumber energi listrik tersebut dapat berjalan dengan baik diperlukan sistem Hibrid berbasis mikroprosesor, sehingga pada penelitian ini akan dirancang dan dibangun (rancang bangun) sistem hibrid yang cocok digunakan untuk menyatukan PLTS dan listrik PLN untuk kebutuhan rumah sederhana di daerah sekitar kampus konservasi Unnes. 1.2. Perumusan Masalah Berdasarkan uraian di atas maka perumusan masalahnya sebagai berikut: Bagaimana rancang bangun sistem hibrid PLTS dengan jaringan listrik PLN pada rumah tangga sederhana di sekitar kampus konservasi Unnes agar dapat beroperasi dengan baik? 1.3. Tujuan Tujuan penelitian ini adalah : a. Merancang dan membangun sistem hibrid PLTS dengan jaringan listrik PLN yang cocok digunakan untuk kebutuhan rumah tangga sederhana di sekitar kampus Unnes. b. Melakukan uji coba, analisis data elektris yang dihasilkan dan kajian data ekonomis serta perbaikan sistem 1.4. Tinjauan Pustaka 1.4.1. Sel Surya ( Solar Cell ) Sel surya adalah suatu elemen aktif yang dapat mengubah cahaya matahari menjadi energi listrik Cara kerja sel surya adalah berdasarkan efek photovoltaic dengan memanfaatkan sifat cahaya sebagai partikel. Berdasarkan temuan Einstein tahun 1905 dapat dijelaskan bahwa cahaya baik yang tampak maupun yang tidak tampak memiliki dua buah sifat yaitu dapat sebagai gelombang dan dapat sebagai partikel yang disebut dengan photon. Sifat dari efek photovoltaic adalah jika cahaya dengan frekuensi tertentu mengenai permukaan logam maka elektron-elektron pada permukaan logam tersebut akan terlepas dan memiliki energi kinetik dan disebut photoelectron. Jika permukaan logam adalah katoda dan pada bagian yang lain terdapat anoda maka akan ada aliran elektron yang berarti akan timbul arus listrik. Dari prinsip inilah maka cahaya dapat berfungsi menimbulkan arus listrik. Untuk itu harus ada energi minimum yang diperlukan oleh elektron untuk melepaskan diri dari permukaan logam, jika tidak demikian, tentu elektron akan terlepas walaupun tidak ada cahaya yang datang. Rumusan empiris untuk energi efek photovoltaic adalah: h f = K max + h f o ( Beiser: 1990 ) Keterangan : h f = isi energi dari masing-masing kuantum cahaya datang K max = energi photoelectron maksimum h f o = energi minimum yang diperlukan untuk melepaskan sebuah elektron dari permukaan logam yang disinari Dengan h adalah konstanta Plancks (6.62 x 10-34 J.s) Bila sel surya terkena cahaya/sinar matahari, maka timbul yang dinamakan electron dan hole (Wilson, 2003). Elektron elektron dan hole hole yang timbul disekitar pn-junction bergerak berturut turut kearah lapisan n dan kearah lapisan p. Sehingga pada saat elektron elektron dan hole hole itu

Jurnal Kompetensi Teknik Vol. 4, No. 1, November 2012 11 melintasi pn-junction, timbul beda potensial pada kedua ujung sel surya. Efek photovoltaic pada sel surya akan secara langsung mengubah cahaya matahari menjadi tenaga listrik arus searah ( direct current-dc). Tegangan listrik akan tercipta melalui kontak kontak metal dari permukaan sel surya dan listrik arus searah (DC) akan mengalir apabila modul sel surya tersebut dihubungkan pada beban. Kontak metal Lapisan anti refleksi Lapisan N Lapisan P Elektroda metal Gambar 1. Irisan Sebuah Sel Surya (Karmon Sigalingging, 1994) Tegangan yang dihasilkan oleh sel photovoltaic dapat dikatakan sangat kecil hanya sekitar 0,5 1 volt tergantung kuat cahaya matahari dan luasan sel surya, dengan kata lain modul sel surya akan menghasilkan daya yang proporsional dengan luas permukaan modul yang terkena sinar matahari. Dalam penggunaan skala agak besar, akumulator (batere) yang dalam sistem Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) dipakai sebagai media penyimpan energi listrik DC, kadang kadang dihubungkan dengan inverter, untuk mengkonversi listrik searah (DC) menjadi listrik bolak balik (AC). Hal ini dilakukan karena saat sekarang sebagian besar peralatan listrik dioperasikan pada listrik AC. ( Deni Alamanda., 2005 ) Untuk keperluan catu daya dengan tegangan yang lebih besar sel sel surya harus dirangkai secara seri. Modul sel surya ( photovoltaic) yang tersedia di pasaran, tersusun secara seri atau paralel dalam suatu bentuk konstruksi sebagai modul photovoltaic. Tegangan kerja modul sel surya yang pada umumnya digunakan adalah 12 volt arus searah (DC). Pada umumnya, satu unit sel surya hanya mampu menghasilkan daya yang kecil. Daya yang besar dapat dihasilkan dengan menghubung hubungkan beberapa sel surya secara seri dan paralel. Susunan dari beberapa sel surya disebut module, sedangkan susunan dari beberapa module menghasilkan array. 1.4.2. Perancangan Sistem Sistem hibrid PLTS dengan listrik PLN (grid connected) atau sumber pembangkit listrik yang lain dapat diklasifikasikan menjadi dua jenis, yaitu tanpa baterai dan yang menggunakan baterai (Strong, Steven J and William G. Scheller, 1993: 72). Pada penelitian ini akan dirancang dan dibangun mengenai sistem hibrid PLTS dengan PLN yang menggunakan baterai sebagai penyimpan energi listrik (storage system). Sistem hibrid PLTS dengan listrik PLN dapat diterapkan pada rumah sederhana, serta menganalisis faktor yang mempengaruhi besarnya energi listrik yang dihasilkan sel surya berkaitan dengan waktu kerja sistem PLTS. PLTS diharapkan akan memasok energi listrik sekitar 30% dari beban keseluruhan peralatan listrik rumah tangga sederhana, sedangkan 70% listrik sisanya dari PLN. Pada sistem hibrid PLTS dengan PLN yang akan dirancang, terdiri dari array fotovoltaik, baterai, dan inverter, saklar kendali. Listrik arus searah (DC) dari modul fotovoltaik, akan diubah menjadi

12 Jurnal Kompetensi Teknik Vol. 4, No. 1, November 2012 arus bolak-balik (AC) melalui inverter. Sistem hibrid yang akan dirancang menggunakan prinsip kerja satu arah, yaitu dalam satu waktu tertentu beban hanya dipasok oleh salah satu pembangkit; ketika PLTS bekerja mensuplai listrik ke beban maka sambungan ke PLN dilepaskan dari beban (sebagai contoh keadaan pada pagi hari sampai sore hari). Begitu pun sebaliknya apabila listrik PLN sedang memberikan suplai listrik ke beban, maka PLTS dilepaskan dari beban. Ketika pembangkit yang sedang mensuplai listrik ke beban tiba-tiba mengalami trip, maka pembangkit yang lain akan segera menggantikannya secara otomatis melalui switch pengatur / saklar. Pada saat PLTS melakukan pengisian (charging), perintah diteruskan ke PLN untuk mensuplai beban. Apabila PLTS sudah melakukan proses charging sampai pada tegangan tertentu, maka PLN akan off dan unit kontroler akan mendeteksi lagi tegangan BCR pada PLTS. Apabila tegangan lebih besar dari yang telah ditentukan, maka PLTS akan bekerja mensuplai beban. Pada saat bekerja mensuplai beban, PLTS juga melakukan pengisian (charging). Desain saklar kendali pada penelitian ini dirancang untuk beban 1000 Watt, dengan asumsi kebutuhan listrik rumah tangga sederhana pada umumnya menggunakan daya PLN 900 KVA atau tarif R2. Sebagai otak pengendali menggunakan IC Mikrokontroller ATMEGA 16. Dilengkapi dengan sensor. Keluaran sensor kemudian dikuatkan dengan penguat opamp untuk selanjutnya dibaca dan di masukkan/input ke ADC mikrokontroller. Hasil baca sensor tersebut digunakan untuk mengaktifkan sakelar TRIAC. Penyambungan TRIAC dan Mikrokontroller menggunakan optocoupler MOC 3021. 1.4.3. Mikrokontroller AVR ATMEGA 16 AVR merupakan seri mikrokontroler Complementary Metal Oxide Semiconductor (CMOS) 8-bit buatan Atmel berbasis arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computer). Hampir semua instruksi pada program dieksekusi dalam satu siklus clock. AVR mempunyai 32 register general-purpose, timer/counter fleksibel dengan mode compare, interupsi internal dan eksternal, serial UART, programmable Watchdog Timer, power saving mode, ADC dan PWM. AVR pun mempunyai In-System Programmable (ISP) Flash on-chip yang mengijinkan memori program untuk diprogram ulang (read/write) dengan koneksi secara serial yang disebut Serial Peripheral Inteface (SPI). AVR memilki keunggulan dibandingkan dengan mikrokontroler lain, keunggulan mikrokontroler AVR yaitu memiliki kecepatan dalam mengeksekusi program yang lebih cepat, karena sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1 siklus clock (lebih cepat dibandingkan mikrokontroler keluarga MCS 51 yang memiliki arsitektur Complex Intrukstion Set Compute). ATMEGA16 mempunyai throughput mendekati 1 Millions Instruction Per Second (MIPS) per MHz, sehingga membuat konsumsi daya menjadi rendah terhadap kecepatan proses eksekusi perintah. Beberapa keistimewaan dari AVR ATMEGA16 antara lain: 1. Mikrokontroler AVR 8 bit yang memilliki kemampuan tinggi dengan konsumsi daya rendah 2. Arsitektur RISC dengan throughput mencapai 16 MIPS pada frekuensi 16MHz 3. Memiliki kapasitas Flash memori 16 Kbyte, EEPROM 512 Byte dan SRAM 1 Kbyte 4. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C dan Port D 5. CPU yang terdiri dari 32 buah register 6. Unit interupsi dan eksternal 7. Port USART untuk komunikasi serial 8. Fitur peripheral 9. Non-volatile program memory 2. Metode Penelitian Penelitian ini menggunakan pendekatan Research and Development, yaitu penelitian yang menghasilkan model sebagai fungsi kreasi dan inovasi dalam

Jurnal Kompetensi Teknik Vol. 4, No. 1, November 2012 13 upaya pemecahan masalah krisis energi, yaitu mewujudkan sistem hibrid berbasis kendali mikroprosesor yang digunakan untuk mengoperasikan PLTS dengan sistem kelistrikan PLN untuk memenuhi kebutuhan listrik rumah tangga sederhana di sekitar kampus konservasi Unnes. Metode pengumpulan data yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimen dengan pendekatan Research and Development. Sesuai dengan tujuannya, pada penelitian ini dibuat sistem hibrid PLTS dengan jaringan listrik PLN yang cocok digunakan untuk kebutuhan rumah tangga sederhana. Sistem hibrid yang dibuat menggunakan prinsip kerja satu arah, yaitu dalam satu waktu tertentu beban hanya dipasok oleh salah satu pembangkit; ketika PLTS bekerja mensuplai listrik ke beban maka sambungan ke PLN dilepaskan dari beban (sebagai contoh keadaan pada pagi hari sampai sore hari). Begitu pun sebaliknya apabila listrik PLN sedang memberikan suplai listrik ke beban, maka PLTS dilepaskan dari beban. Ketika pembangkit yang sedang mensuplai listrik ke beban tiba-tiba mengalami trip, maka pembangkit yang lain akan segera menggantikannya secara otomatis melalui switch pengatur / saklar. Perpindahan antara PLTS dengan jaringan listrik PLN menggunakan saklar kendali berbasis mikrokontroller. Desain saklar kendali pada penelitian ini dirancang untuk beban 1000 Watt, dengan asumsi kebutuhan listrik rumah tangga sederhana pada umumnya menggunakan daya PLN 900 KVA atau tarif R1/TR. Sebagai otak pengendali menggunakan IC Mikrokontroller ATMEGA 16. 3. Hasil dan Pembahasan Uji petik yang dilakukan pada 20 rumah tangga sederhana pelanggan listrik PLN tarif R1 450-900 KVA yang ada disekitar kampus Unnes Sekaran diperoleh data konsumsi listrik per bulan di bawah 200 KWH, sedangkan yang digunakan untuk kost konsumsi listrik per bulan di atas 200 KWH. Unit sistem hibrid PLTS-PLN telah berhasil dibuat dan diuji coba, sedangkan untuk sakelar kendali menggunakan TRIAC BT139 dan mikrokontroller Atmega 16 sebagai otak kendalinya. Gambar unit yang dirancang dan dibangun dapat dilihat pada gambar di bawah. Adapun urutan perencanaan dan pembuatannya adalah sebagai berikut: Unit utama dalam sistem hibrid ini adalah sakelar kendali. Sakelar ini harus dapat berfungsi untuk memutuskan dan menyambungkan secara otomatis PLTS maupun sumber listrik PLN ke beban. Selanjutnya disiapkan unit pendukung yaitu Inverter dan batere. Sedangkan plat solar sel menggunakan 2 unit masingmasing bertegangan 12 Volt DC yang terhubung secara parallel. Data pengisian dapat di lihat pada tabel di bawah. Pada uji petik pelanggan PLN dengan daya 450-900 KVA (tarif R1) dik etahui rata-rata konsumsi listriknya kurang dari 200 KWH sedang yang rumahnya di kost kan konsumsi listriknya di atas 200 KWH, hal ini menunjukkan bahwa dengan memasang 1unit sistem hibrid PLTS-PLN pada rumah tinggal sederhana yang ditinggali oleh keluarrga masih dapat menanggung beban listrik yang ada. Penelitian ini dilakukan di rumah tangga sederhana sekitar kampus Unnes dan laboratorium Teknik Elektro FT Unnes. Analisis data dalam penelitian ini adalah analisis kuantitatif yaitu data-data yang diperoleh dari hasil pengukuran akan dihitung dan dipaparkan secara deskriptif dan kualitatif.

14 Jurnal Kompetensi Teknik Vol. 4, No. 1, November 2012 PLN PLTS Inverter Saklar kendali Beban Listrik Gambar 2. Sistem hibrid PLTS-PLN Gambar 3. Hasil Rancang bangun sistem hibrid PLTS-PLN Tabel 1. Arus pengisian Solar sel HARI KE 08.00-09.00 09.00-10.00 10.00-11.00 11.00-12.00 12.00-13.00 13.00-14.00 14.00-15.00 1 125 ma 180 ma 210 ma 245 ma 245 ma 200 ma 130 ma 2 120 ma 170 ma 200 ma 240 ma 240 ma 200 ma 120 ma 3 120 ma 180 ma 200 ma 240 ma 240 ma 220 ma 130 ma 4 125 ma 190 ma 220 ma 240 ma 250 ma 200 ma 135 ma 5 130 ma 185 ma 220 ma 246 ma 245 ma 225 ma 130 ma 6 135 ma 190 ma 220 ma 250 ma 255 ma 230 ma 130 ma

Jurnal Kompetensi Teknik Vol. 4, No. 1, November 2012 15 Tabel 2. Uji coba Unit Sakelar Kendali Tegangan pada Inverter (Volt) Kondisi Sakelar Kendali Sisi PLTS Sisi PLN 0 off on 20 off on 40 off on 60 off on 80 off on 100 off on 120 off on 140 off on 160 off on 180 off on 200 on off 220 on off Pada uji petik pelanggan PLN dengan daya 450-900 KVA (tarif R1) diketahui rata-rata konsumsi listriknya kurang dari 200 KWH sedang yang rumahnya di kost kan konsumsi listriknya di atas 200 KWH, hal ini menunjukkan bahwa dengan memasang 1unit sistem hibrid PLTS-PLN pada rumah tinggal sederhana yang ditinggali oleh keluarrga masih dapat menanggung beban listrik yang ada. Pada tabel arus pengisian solar sel menunjukkan bahwa cuaca dan kecerahan sinar matahari berpengaruh pada laju pengisian listrik ke batere. Semakin cerah akan semakin besar pula arus pengisiannya, sebaliknya jika cuaca mendung maka laju pengisian juga akan berkurang. Sakelar kendali yang dibuat menggunakan komponen elektronika berupa IC Mikrokontroller ATMEGA 16 sebagai otak pengendali dan TRIAC tipe BT 139 sebagai sakelarnya. Penyambungan TRIAC dan Mikrokontroller menggunakan optocoupler MOC 3021. Software untuk input data program menggunakan CodeWizardAVR V1.25.3. Penggunaan TRIAC tipe ini masih dalam batas kemampuannya, tipe ini mampu melewatkan arus 16A dengan karekateristik tegangan block-nya sampai 600VAC, hal ini juga masih dalam batas kemampuan melalukan arus listrik untuk kebutuhan rumah tangga sederhana. Pada tabel data uji coba sakelar diketahui saat tegangan inverter mencapai 200 Volt dan 220 Volt, sakelar pada sisi PLTS on atau bekerja, ini artinya saat tegangan mencapai batas 200 V maka sumber listriknya menggunakan PLTS (Solar sel) dan listrik PLN akan padam atau mati. Sebaliknya jika tegangan turun kurang dari 200 V sumber listrik yang berasal dari Solar sel akan padam atau mati dan listrik PLN akan menyala atau hidup secara otomatis. Pada penelitian ini memiliki keterbatasanketerbatasan yaitu: Sampel penelitian ini hanya satu unit sistem hibrid PLTS-PLN dan tidak dilakukan pengujian dengan unit pembanding.. Unit yang dikembangkan hanya diujicoba pada kurun waktu tertentu yaitu pengisian dan pengosongan selama 6 hari, dan tidak dihidupkan terus menerus karena keterbatasan waktu penelitian. Hal ini menyebabkan tidak dapat diketahuinya usia perawatan modul.

16 Jurnal Kompetensi Teknik Vol. 4, No. 1, November 2012 4. Penutup 4.1. Kesimpulan 1. Telah dibuat dan diuji sistem hibrid PLTS-PLN dengan hasil baik. 2. Sakelar kendali yang dirancang dan dikembangkan pada penelitian ini menggunakan Mikrokontroller ATMEGA 16 sebagai otak pengendali dapat bekeja dengan baik. 4.2. Saran 1. Unit sistem hibrid PLTS- PLN yang telah dibuat perlu diuji dalam waktu yang cukup lama agar dapat diketahui umur teknisnya sehingga dapat dipakai sebagai sakelar kendali untuk memindahkan sumber listrik yang beroperasi terus menerus. 2. Perlu ditindaklanjuti dengan kegiatan pengabdian masyarakat berupa sosialisasi dan implementasi unit sistem hibrid PLTS-PLN kepada masyarakat luas khususnya yang ada di sekitar kampus Unnes. http://www.its.ac.id/pimits/dian Pramono/ Panel Surya, Alternatif di Era Krisis Energi. Download 3 Juni 2007. http://ilmukomputer.org/wp-content/ uploads/2008/08/m Sholihul Hadi/ mengenal mikrokontroler AVR ATMega16. Download 5 Juli 2012 http://www.elektroindonesia.com/elektro/e nergi10.html/deni Alamanda /Prospek. PLTS di Indonesia. Download 4-Juli-2005. http://alds.stts.edu/analog/wilson Waley Wenas/Teknologi Sel Surya. Download 10-Agustus-2003. 5. Daftar Pustaka Beiser, Arthur. 1990. Konsep Fisika Modern. Edisi keempat. Terjemahan The Houw Liong. Jakarta : Erlangga. Strong, Steven J and William G. Scheller. 1993. The Solar Electric House. Chelsea Green ISBN 0-9637383-2-1 Karmon Sigalingging. 1994. Pengantar Pembangkit Listrik Tenaga Surya. Bandung: Tarsito. Kompas. PLN Normal Tahun 2020. Halaman 22. 30 Mei 2007 Wandhana Lingga. 2006. Mikrokontrollr AVR seri ATmega 16. Yogyakarta: Andi ( http://www.atmel.com/dyn/ resources/prod_documents/ doc2466.pdf, 12 Juni 2009: