EFISIENSI PANEL SURYA UNTUK CATU DAYA LAMPU JALAN PADA DINAS PERHUBUNGAN KOMUNIKASI DAN INFORMATIKA KOTA PALEMBANG LAPORAN AKHIR Disusun sebagai Salah Satu Syarat Menyelesaikan Pendidikan Diploma III Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik Oleh: NUR RATNASARI SAKINAH 0613 3031 0163 POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG 2016
EFISIENSI PANEL SURYA UNTUK CATU DAYA LAMPU JALAN PADA DINAS PERHUBUNGAN KOMUNIKASI DAN INFORMATIKA KOTA PALEMBANG LAPORAN AKHIR Disusun sebagai Salah Satu Syarat Menyelesaikan Pendidikan Diploma III Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik Oleh: NUR RATNASARI SAKINAH 0613 3031 0163 Pembimbing I Palembang, 2016 Pembimbing II Carlos R.S, S.T., M.T. Yessi Marniati, S.T.,M.T. NIP. 19640301 198903 1 003 NIP. 19760302 200812 2 001 Ketua Jurusan Teknik Elektro Mengetahui, Ketua Program Studi Teknik Listrik Yudi Wijanarko, S.T., M.T. Mohammad Noer, S.S.T., M.T. NIP. 19670511 199203 1 003 NIP. 19650512 199502 1 001 ii
MOTTO Ketetapan Allah pasti datang, maka janganlah kamu meminta agar dipercepat (datang)nya Alqur an Sesungguhnya pertolongan Allah itu dekat Alqur an Ku persembahkan untuk: Allah SWT dan Nabi Muhammad SAW Kedua orangtuaku atas do a, kasih sayang dan kesabarannya dalam membesarkanku Keluarga besar sebagai penyemangatku Bapak Carlos dan Ibu Yessi selaku pembimbing laporan akhir yang telah membimbingku dalam penyusunan laporan akhir Seluruh dosen Prodi Teknik Listrik yang telah memberikan pengajarannya kepada kami Seluruh teman Teknik Listrik angkatan 2013 khususnya kelas 6LA Teman seperjuangan Belva dan Dina atas semangat dan dukungannya selama ini Almamater tercinta Politeknik Negeri Sriwijaya iii
ABSTRAK EFISIENSI PANEL SURYA UNTUK CATU DAYA LAMPU JALAN PADA DINAS PERHUBUNGAN KOMUNIKASI DAN INFORMATIKA KOTA PALEMBANG (2016 : xii + 48 Halaman + Daftar Pustaka + Lampiran) Nur Ratnasari Sakinah 0613 3031 0163 Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya Laporan akhir ini menganalisa pengaruh intensitas cahaya dan cuaca terhadap besar efisiensi panel surya yang digunakan sebagai catu daya lampu jalan. Objek yang digunakan dalam penelitian ini adalah tiga buah modul surya 50 WP. Perhitungan efisiensi dilakukan setelah pengumpulan data berupa pengukuran terhadap intensitas cahaya pada permukaan panel surya, arus keluaran dan tegangan keluaran beban. Penelitian dilakukan selama tiga hari mulai pukul 13.00 WIB hingga 15.00 WIB. Hasil perhitungan menunjukkan bahwa intensitas cahaya terbesar 48,1% dihasilkan saat cuaca mendung dengan intensitas cahaya sebesar 25,47 Watt/m 2, sementara nilai daya masukan terbesar yaitu 88,74 Watt dan daya keluaran terbesar yaitu 26,00 Watt. Efisiensi menunjukkan performansi panel surya dimana suhu ikut mempengaruhi efisiensi. Semakin besar intensitas cahaya yang diterima panel surya, semakin tinggi suhu pada panel surya, maka semakin kecil efisiensi panel surya. Kata kunci : efisiensi, panel surya, catu daya, lampu jalan iv
ABSTRACT SOLAR PANEL EFFICIENCY FOR TRAFFIC LIGHT POWER SUPPLY AT DEPARTMENT OF COMMUNICATION AND INFORMATION PALEMBANG (2016 : xiii + 48 Pages + Bibliography + Attachments) Nur Ratnasari Sakinah 0613 3031 0163 Electrical Engineering Department Electrical Engineering Study Program State Polytechnic of Sriwijaya This final report analyzed the effect of light intensity and weather toward solar panel efficiency value. The object of this research are three pieces of 50 WP solar modul. The calculation of efficiency did after data collecting that is measuring of light intensity at the surface of solar panel, output current, and output voltage. The research did for three days start at 13.00 WIB until 15.00 WIB. The result shows the highest efficiency is 48,1% produced at cloudy weather with light intensity in amount of 25,47 Watt/m 2, while the highest input power is 88,74 Watt and the highest output power is 26,00 Watt. Efficiency shows the solar panel performance where the temperature also influence the efficiency. The increase of ligth intensity at the surface of solar panel, higher the temperature of solar panel, therefore the efficiency value is reduced. Keyword : eficiency, solar panel, power supply, traffic light v
KATA PENGANTAR Alhamdulillah, Puji dan Syukur kita panjatkan kehadirat Allah SWT, yang telah memberi rahmat dan hidayah-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan akhir ini. Sholawat beserta salam tak lupa kita sampaikan kepada Junjungan kita Nabi Besar Muhammad SAW, beserta keluarganya, para sahabatnya, dan para pengikutnya hingga akhir zaman. Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Ayah dan Ibu serta Adik-adikku yang tercinta dan tersayang yang selalu memberikan doa, dukungan, dan semangat sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan akhir ini yang berjudul EFISIENSI PANEL SURYA UNTUK CATU DAYA LAMPU JALAN PADA DINAS PERHUBUNGAN KOMUNIKASI DAN INFORMATIKA KOTA PALEMBANG. Laporan akhir ini dibuat untuk memenuhi persyaratan untuk menyelesaikan pendidikan Diploma III pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya. Pada kesempatan ini, penulis ingin mengucapkan terima kasih sebesarbesarnya kepada : 1. Bapak Carlos R.S, S.T., M.T. Selaku Pembimbing I 2. Ibu Yessi Marniati, S.T.,M.T. Selaku Pembimbing II Yang telah memberikan bimbingan, pengarahan, dan nasehatnya kepada penulis dalam menyelesaikan laporan akhir ini. Penulis menyadari tanpa adanya bantuan dari berbagai pihak mungkin laporan akhir ini tidak akan terselesaikan dengan baik. Penulis juga menyampaikan ucapan terima kasih kepada yang terhormat : 1. Bapak Dr. Ing. Ahmad Taqwa, M.T. selaku Direktur Politeknik Negeri Sriwijaya. 2. Bapak Yudi Wijanarko, S.T., M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro. 3. Bapak Herman Yani, S.T., M.Eng. selaku Sekretaris Jurusan Teknik vi
Elektro. 4. Bapak Mohammad Noer, S.S.T., M.T. selaku Ketua Program Studi Teknik Listrik. 5. Seluruh dosen Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya atas semua bantuan yang diberikan dalam kelancaran laporan akhir ini. 6. Bapak Aldrin, Bapak Hermansyah dan para pegawai di Dinas Perhubungan Komunikasi dan Informatika Kota Palembang khususnya bagian TJR yang telah membantu selama pengambilan data di lapangan. 7. Teman-teman seperjuangan khususnya kelas 6LA yang telah memberikan doa, dukungan, dan semangat dalam menyelesaikan laporan akhir ini. Dalam penulisan laporan akhir ini penulis menyadari masih banyak terdapat kekurangan baik dalam segi penulisan maupun isi. Oleh sebab itu, penulis sangat mengharapkan adanya kritik dan saran guna kebaikan bersama di masa yang akan datang. Akhirnya penulis berharap semoga laporan akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua, khususnya bagi mahasiswa Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya. Palembang, Agustus 2016 Penulis vii
DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL... HALAMAN PENGESAHAN... MOTTO... ABSTRAK... ABSTRACT... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR TABEL... DAFTAR LAMPIRAN... i ii iii iv v vi viii x xi xii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Perumusan Masalah... 2 1.3 Tujuan dan Manfaat... 3 1.3.1 Tujuan... 3 1.3.2 Manfaat... 3 1.4 Batasan Masalah... 4 1.5 Metode dan Teknik Pengumpulan Data... 4 1.6 Sistematika Penulisan... 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Definisi Sumber Energi... 6 2.1.1 Energi Konvensional... 6 2.1.2 Energi Terbarukan... 8 2.2 Tenaga Surya... 10 viii
2.2.1 Radiasi Tenaga Surya... 11 2.2.2 Distribusi Radiasi Matahari... 13 2.2.3 Komponen Pembangkit Listrik Tenaga Surya... 15 2.3 Sel Surya (Solar Cell) dan Prinsip Kerjanya... 17 2.3.1 Karakteristik Modul Surya... 20 2.3.2 Jenis Solar Cell... 22 2.4 Traffic Light... 25 2.5 Catu Daya... 27 2.6 Perhitungan Daya Masukan dan Daya Keluaran... 29 2.7 Efisiensi Sel Surya... 30 BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Peralatan... 33 3.2 Bahan... 34 3.3 Prosedur Penelitian... 35 BAB IV PEMBAHASAN 4.1 Hasil... 38 4.1.1 Grafik Hasil Pengukuran... 41 4.1.2 Tabel Hasil Perhitungan... 42 4.1.3 Perhitungan Efisiensi Panel Surya... 43 4.2 Pembahasan... 44 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan... 47 5.2 Saran... 48 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN ix
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Skema pembangkit listrik... 7 Gambar 2.2 Cahaya matahari yang jatuh ke permukaan modul surya... 11 Gambar 2.3 Hubungan sudut ketinggian dan azimuth matahari... 12 Gambar 2.4 Distribusi radiasi matahari... 14 Gambar 2.5 Baterai penyimpan energi... 16 Gambar 2.6 Skema sel fotovoltaik... 17 Gambar 2.7 Panel surya... 18 Gambar 2.8 Hubungan modul surya dengan ketinggian matahari... 19 Gambar 2.9 Efek geometri sinar matahari... 20 Gambar 2.10 Pengaruh tingkat radiasi pada I-V sel surya... 21 Gambar 2.11 Sel surya jenis Mono-crystalline... 22 Gambar 2.12 Sel surya jenis Poly-crystalline... 23 Gambar 2.13 Sel surya jenis Amorphous... 23 Gambar 2.14 Jenis semi-konduktor silikon... 24 Gambar 2.15 Sistem lalu lintas dengan tenaga matahari... 26 Gambar 2.16 Rangkaian pengatur distribusi tegangan dari panel surya ke rangkaian... 27 Gambar 3.1 Konstruksi lampu pengatur lalu lintas dengan panel surya sebagai catu daya... 32 Gambar 3.2 Diagram alir (flow chart) tahapan kegiatan penelitian... 37 Gambar 4.1 Rangkaian pengukuran tegangan dan arus... 39 Gambar 4.2 Grafik hubungan arus dan tegangan (17 Februari 2016)..... 41 Gambar 4.3 Grafik hubungan arus dan tegangan (18 Februari 2016)... 41 Gambar 4.4 Grafik hubungan arus dan tegangan (19 Februari 2016)... 42 x
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 4.1 Data spesifikasi modul surya... 38 Tabel 4.2 Data pengukuran panel surya (17 Februari 2016)... 40 Tabel 4.3 Data pengukuran panel surya (18 Februari 2016)... 40 Tabel 4.4 Data pengukuran panel surya (19 Februari 2016)... 40 Tabel 4.5 Data perhitungan panel surya (17 Februari 2016)... 42 Tabel 4.6 Data perhitungan panel surya (18 Februari 2016)... 43 Tabel 4.7 Data perhitungan panel surya (19 Februari 2016)... 43 xi
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 Lembar Kesepakatan Bimbingan Laporan Akhir (LA) Lampiran 2 Lembar Bimbingan Laporan Akhir (LA) Lampiran 3 Lembar Rekomendasi Ujian Laporan Akhir (LA) Lampiran 4 Surat Izin Pengambilan Data pada Dinas Perhubungan Komunikasi dan Informatika Kota Palembang Lampiran 5 Formulir Peminjaman Alat Laboratorium xii