KARAKTERISTIK PEMBANGKIT LISTRIK SEL SURYA ~ Karya penaku

1.1 Tujuan

1. Mengetahui sistem kerja sel surya

2. Mengetahui karakteristik arus tegangan pada sebuah modul sel surya

3. Mengetahui karakteristik arus tegangan akibat pengaruh radiasi surya

1.2 Landasan Teori

1.3 Daftar Peralatan

No	Peralatan	Jumlah (buah)
1	Modul surya	1
2	Resistor	20
3	Amperemeter	1
4	Luxmeter	1
5	Termometer	1

1.4

Gambar Rangkaian

Rangkaian Panel Surya dengan Beban Resistor

Rangkaian Panel Surya Open dan Short

1.5 Prosedur Kerja

1. Ambillah gambar panel surya yang dilakukan dalam percobaan ini dengan kamera.

2. Buatlah rangkaian.

3. Catat jam berapa percobaan dilakukan.

4. Ukur suhu pada modul surya saat melakukan percobaan.

5. Ukur kerapatan flux cahaya (illuminance, symbol : lx) saat melakukan percobaan dengan luxmeter (satuan : lumen/m²)

6. Ukur tegangan dan arus terminal.

7. Masukkan data dan hasil pengukuran pada tabel 1 dan tabel 2 dengan variasi beban R₁.

8. Gabungkan data dengan kelompok lain untuk mendapatkan data yang bervariasi terhadap radiasi cahaya dan suhunya.

9. Pada laporan berikut hasil analisa karakteristik I-V (arus-tegangan) dan P-V (daya-tegangan), masukkan juga foto panel surya yang diambil datanya.

1.6 Data Percobaan

Data Hasil Pengukuran Pada Modul Surya

Jam Pengukuran	:	08.06
Suhu Modul Sel Surya (^oC)	:	32
Tegangan pada Terminal Modul Surya (V)	:	18,71

Data Hasil Pengukuran dengan Variasi Beban R_L

NO	Beban (Ω)	Intensitas Cahaya (lx)	Tegangan Terminal Beban (V)	Arus Terminal Beban (A)	Daya (P)
1	Open	588 x 100	18,71	0	0
2	// 390 x 3	588 x 100	18,66	0,1434	2,675844
3	// 390 x 6	588 x 100	18,25	0,2694	4,91655
4	// 390 x 9	588 x 100	18,05	0,39	7,0395
5	// 390 x 12	588 x 100	17,76	0,533	9,46608
6	// 390 x 15	588 x 100	17,51	0,656	11,48656
7	// 390 x 18	588 x 100	17,32	0,773	13,38836
8	// 390 x 21	588 x 100	17,12	0,886	15,16832
9	Short	588 x 100	0,468	0,003259	0,001525

Data Perhitungan Error Persen

NO	Beban (Ω)	P (Watt)	E %
1	Open	0,000	0,000
2	// 390 x 3	2,673	-0,001
3	// 390 x 6	4,717	-0,040
4	// 390 x 9	6,586	-0,064
5	// 390 x 12	9,233	-0,025
6	// 390 x 15	11,189	-0,026
7	// 390 x 18	12,907	-0,036
8	// 390 x 21	14,522	-0,043
9	Short	0,000	-1,000

Data Hasil Pengukuran Pada Modul Surya

Data Hasil Pengukuran dengan Variasi Beban R_L

Data Perhitungan Error Persen

1.7 Analisa Data

1.7.1 Grafik

1.7.2 Pembahasan

Pada praktikum ini membahas tentang karakteristik pembangkit listrik sel surya. Sebelumnya perlu diketahui sel surya atau sel photovoltaic adalah suatu alat semikonduktor yang mengkonversi foton (cahaya) ke dalam listrik. Konversi ini disebut efek photovoltaic, dengan kata lain efek photovoltaics adalah energi potensial listrik yang terbangun antara dua material yang berbeda ketika hubungan bahan yang sejenis (common junction) diterangi oleh radiasi foton. Fisik dari sel surya sangat mirip dengan bentuk klasik dioda p-n. Ketika cahaya diserap oleh junction, energi foton yang yang diserap di transfer ke sistem elektron dari materi dioda, menghasilkan penciptaan dari pembawa muatan yang dipisahkan di junction. Pembawa muatan mungkin saja sepasang elektron-ion dalam cairan elektrolit, atau sepasang elektron-hole didalam materi semikonduktor solid.

Langkah pertama yang dilakukan dalam praktikum ini adalah melakukan pengukuran suhu, intensitas cahaya, dan tegangan pada terminal modul surya. Alat – alat yang digunakan adalah modul surya, resistor, amperemeter, luxmeter dan termometer. Langkah kedua yaitu melakukan pengukuran nilai tegangan dan arus dengan variasi beban.

Dari praktikum didapatkan hasil praktikum sebagai berikut. Pada pukul 08.06 WIB diukur suhunya menggunakan termometer yaitu 32^oC, tegangan pada terminal modul surya adalah 18,71 V, dan intensitas cahayanya adalah 588 x 100 lumen/m². Nilai tegangan dan arus dengan variasi beban yaitu sebagai berikut. Ketika Open nilai tegangannya sebesar 18,71 V, arusnya sebesar 0, daya praktikum sebesar 0, daya teori sebesar 0 dan error persen adalah 0. Ketika diberi beban //390x3 nilai tegangannya sebesar 18,66 V, arusnya sebesar 0,1434 A, daya praktikum sebesar 2,676 W, daya teori sebesar 2,673 W dan error persennya adalah -0,096 %. Ketika diberi beban //390x6 nilai tegangannya sebesar 18,25 V, arusnya sebesar 0,2694 A, daya praktikum sebesar 4,917 W, daya teori sebesar 4,717 W dan error persennya adalah -4,049 %. Ketika diberi beban //390x9 nilai tegangannya sebesar 18,05 V, arusnya sebesar 0,39 A, daya praktikum sebesar 7,040 W, daya teori sebesar 6,586 W dan error persennya adalah -6,443 %. Ketika diberi beban //390x12 nilai tegangannya sebesar 17,76 V, arusnya sebesar 0,533 A, daya praktikum sebesar 9,466 W, daya teori sebesar 9,233 W dan error persennya adalah -2,463 %. Ketika diberi beban //390x15 nilai tegangannya sebesar 17,51 V, arusnya sebesar 0,656 A, daya praktikum sebesar 11,487 W, daya teori sebesar 11,189 W dan error persennya adalah -2,593 %. Ketika diberi beban //390x18 nilai tegangannya sebesar 17,32 V, arusnya sebesar 0,773 A, daya praktikum sebesar 13,388 W, daya teori sebesar 12,907 W dan error persennya adalah -3,598 %. Ketika diberi beban //390x21 nilai tegangannya sebesar 17,12 V, arusnya sebesar 0,886 A, daya praktikum sebesar 15,168 W, daya teori sebesar 14,522 W dan error persennya adalah -4,258 %. Ketika short nilai tegangannya sebesar 0,468 V, arusnya sebesar 3,259 A, daya praktikum sebesar 1,525 W, daya teori sebesar 0 dan error persennya adalah -100 %.

Pada pukul 14.48 WIB diukur suhunya menggunakan termometer yaitu 27^oC, tegangan pada terminal modul surya adalah 18,10 V, dan intensitas cahayanya adalah 203 x 100 lumen/m². Nilai tegangan dan arus dengan variasi beban yaitu sebagai berikut. Ketika Open nilai tegangannya sebesar 17,95 V, arusnya sebesar 0, daya praktikum sebesar 0, daya teori sebesar 0 dan error persen adalah 0. Ketika diberi beban //390x3 nilai tegangannya sebesar 17,11 V, arusnya sebesar 0,2205 A, daya praktikum sebesar 3,773 W, daya teori sebesar 6,321 W dan error persennya adalah 67,534 %. Ketika diberi beban //390x6 nilai tegangannya sebesar 15,6 V, arusnya sebesar 0,259 A, daya praktikum sebesar 4,040 W, daya teori sebesar 4,360 W dan error persennya adalah - 7,917 %. Ketika diberi beban //390x9 nilai tegangannya sebesar 12,88 V, arusnya sebesar 0,2601 A, daya praktikum sebesar 3,350 W, daya teori sebesar 2,929 W dan error persennya adalah -12,560 %. Ketika diberi beban //390x12 nilai tegangannya sebesar 10,25 V, arusnya sebesar 0,2803 A, daya praktikum sebesar 2,873 W, daya teori sebesar 2,553 W dan error persennya adalah -11,124 %. Ketika diberi beban //390x15 nilai tegangannya sebesar 8,3 V, arusnya sebesar 0,2875 A, daya praktikum sebesar 2,386 W, daya teori sebesar 2,149 W dan error persennya adalah -9,940 %. Ketika diberi beban //390x18 nilai tegangannya sebesar 6,14 V, arusnya sebesar 0,2935 A, daya praktikum sebesar 1,802 W, daya teori sebesar 1,861 W dan error persennya adalah 3,251 %. Ketika diberi beban //390x21 nilai tegangannya sebesar 5,38 V, arusnya sebesar 0,2964 A, daya praktikum sebesar 1,595 W, daya teori sebesar 1,625 W dan error persennya adalah 1,922%. Ketika short nilai tegangannya sebesar 0,775 V, arusnya sebesar 0,3258 A, daya praktikum sebesar 0,252 W, daya teori sebesar 0 dan error persennya adalah -100 %.

Dari kedua data di atas yang dilakukan pengukuran pada pagi dan sore hari dapat dibandingkan. Pada pagi hari di ukur pada suhu 32^oC di dapatkan intensitas cahaya sebesar 588 x 100 lumen/m²dan pada sore hari yang diukur pada suhu 27^oC mempunyai intensitas cahaya sebesar 203 x 100 lumen/m². Jadi semakin tinggi suhu, maka intensitas cahaya juga semakin besar. Begitu juga sebaliknya semakin kecil suhunya maka intensitas cahaya juga semakin kecil. Dari perbandingan kedua data juga dapat dilihat bahwa pada saat open arusnya bernilai nol, jadi tidak ada arus yang mengalir pada rangkaian karena rangkaiannya dibuka. Tetapi ketika open tegangan masih ada, ketika suhu 32^oC tegangan terminal beban sebesar 18,71 V dan ketika suhu 27^oC tegangan terminal beban sebesar 17,95 V. Ketika dilakukan pengukuran tegangan dan arus dengan variasi beban didapatkan hasil sebagai berikut. Pada data pertama ketika diberi beban //390x3 V tegangannya sebesar 18,66, ketika diberi beban //390x6 V tegangannya sebesar 18,25 V. Pada data kedua ketika diberi beban //390x3 V tegangannya sebesar 17,11 V, ketika diberi beban //390x3 V tegangannya sebesar 15,6 V. Jadi semakin banyak beban yang diberikan (secara paralel) maka tegangannya akan semakin kecil / semakin menurun secara bertahap. Berbeda dengan besar arus yang diukur ketika diberi variasi beban pada data pertama ketika diberi beban //390x3 V arusnya sebesar 0,1434 A, ketika diberi beban //390x6 V arusnya sebesar 0,2694 A. Pada data kedua ketika diberi beban //390x3 V arusnya sebesar 0,2205 A, ketika diberi beban //390x6 V arusnya sebesar 0,259 A. Jadi diberi beban semakin banyak (secara paralel) maka nilai arus semakin kecil. Lalu ketika di short pada data pertama nilai tegangannya sebesar 0,468 V dan arus yang mengalir adalah 3,259 A. Ketika di short tegangan bernilai lebih kecil dari lainnya karena antara terminal positif dan terminal negatif bertemu jadi tegangannya mendekati 0, tetapi nilai arus lebih tinggi daripada ketika diberi beban karena terminal positif dan negatif bergabung.

1.8 Kesimpulan

1. Besarnya kecilnya suhu mempengaruhi intensitas cahaya.

2. Ketika dalam keadaan open tegangan terminal beban bernilai besar dan arus bernilai nol karena tidak ada yang melewati.

3. Besar tegangan terminal beban ketika diberi variasi beban secara paralel yang semakin besar maka nilai tegangannya akan semakin kecil.

4. Besar arus terminal beban ketika diberi variasi beban secara paralel yang semakin besar maka nilai arusnya akan semakin besar pula.

5. Ketika di short nilai tegangan semakin kecil dibandingkan ketika diberi beban karena antara terminal positif dan negatif bertemu, nilainya mendekati nol.

6. Ketika di short nilai arus yang mengalir lebih tinggi dibandingkan ketika diberi beban.

Perhitungan

Perhitungan Error Persen

E % =

Data Pertama

1. E % =

2. E % =

-0,096 %

3. E % =

-4,049%

4. E % =

5. E % =

6. E % =

7. E % =

8. E % =

9. E % =

Data Kedua

1. E % =

2. E % =

67,534 %

3. E % =

7,917%

4. E % =

5. E % =

6. E % =

7. E % =

8. E % =

9. E % =

1.7.2 Pembahasan

Pada siang hari panel surya menerima cahaya matahari yang kemudian diubah menjadi energi listrik oleh sel-sel kristal melalui proses photovoltaic. Listrik yang dihasilkan oleh panel surya dapat langsung disalurkan ke beban ataupun disimpan dalam baterai sebelum disalurkan ke beban (lampu, radio, TV, dll) pada siang hari, sedangkan pada malam hari dimana panel surya tidak menghasilkan listrik, beban mengambil listrik dari baterai. Listrik yang sudah terkumpul (tersimpan) dalam baterai akan dapat digunakan untuk menyalakan peralatan listrik terutama lampu penerangan dan lain-lain.

Untuk instalasi listrik tenaga surya sebagai pembangkit listrik, diperlukan komponen diantaranya: Panel surya mengkonversikan tenaga matahari menjadi listrik. Sel silikon (disebut juga solar cells) yang disinari matahari yang menghasilkan arus listrik. Sebuah solar cells menghasilkan kurang lebih tegangan 0,5 volt. Jadi sebuah panel surya 12 volt terdiri dari kurang lebih 36 sel (untuk menghasilkan 17 volt tegangan maksimun), Solar Charge Controller digunakan untuk mengatur pengisian arus ke baterai dan mengatur arus yang diambil dari baterai ke beban agar tidakoverloading, sedangkan, Inverter adalah perangkat elektrik yang mengkonversikan tegangan searah (DC-Direct Current) menjadi tegangan bolak balik (AC-Alternating Current), dan Baterai adalah alat penyimpan tenaga listrik arus searah (DC) dari tenaga surya sebelum dimanfaatkan untuk beban. Tanpa baterai, energi surya hanya dapat digunakan pada saat ada sinar matahari.

Operasional pembangkit listrik tenaga surya sangat tergantung kepada sinar matahari, dengan demikian perencanaan yang baik sangat diperlukan. Dalam perencanaan adapun hal-hal yang harus diperhatikan diantaranya: Jumlah daya yang dibutuhkan dalam pemakaian sehari-hari (watt), Berapa besar arus yang dihasilkan panel surya (dalam Ampere per jam), dalam hal ini memperhitungkan berapa jumlah panel surya yang harus dipasang, dan Berapa unit baterai yang diperlukan untuk kapasitas yang diinginkan dan pertimbangan penggunaan tanpa sinar matahari (Ampere per jam).

Karakteristik arus dan tegangan dalam praktikum ini, ketika dalam keadaan open arusnya bernilai nol karena rangkaiannya dibuka dan tidak ada arus yang melewati rangkaian, namun tegangannya bernilai besar. Ketika di short tegangan bernilai lebih kecil dari lainnya karena antara terminal positif dan terminal negatif bertemu jadi tegangannya mendekati nol, tetapi nilai arus lebih besar daripada ketika diberi beban. Nilai daya yang dihasilkan dari praktikum bergantung pada nilai arus dan tegangan, jika arus dan tegangan bernilai besar maka daya yang dihasilkan juga bernilai besar. Nilai beban yang diberikan juga mempengaruhi nilai daya yang dihasilkan. Besar daya berbanding lurus dengan arus, tegangan, dan hambatan. Suhu juga berpengaruh terhadap voltase yang dihasilkan, semakin tinggi suhu maka voltase semakin kecil, sedangkan kuat arus berbanding terbalik dengan voltase, semakin tinggi suhu kuat arus yang dihasilkan semakin besar. Nilai daya juga dihitung secara teori, ada beberapa data yang nilainya tidak sesuai dengan teoti, error persennya lebih dari 30%, hal ini disebabkan oleh beberapa faktor yang terjadi dalam pengukuran. Ketelitian dalam pengukuran, kualitas alat yang digunakan untuk melakukan pengukuran, cuaca yang berubah – ubah sehingga mengakibatkan suhunya berubah, terlalu lama ketika melakukan pengukuran terhadap arus dan tegangan.

1.8 Kesimpulan

1. Besarnya kecilnya suhu mempengaruhi intensitas cahaya.

2. Semakin tinggi suhu voltase yang dihasilkan semakin kecil

3. Semakin tinggi suhu arus yang dihasilkan semakin besar

4. Ketika dalam keadaan open tegangan terminal beban bernilai besar dan arus bernilai nol karena tidak ada yang melewati.

5. Besar tegangan terminal beban ketika diberi variasi beban secara paralel yang semakin besar maka nilai tegangannya akan semakin kecil.

6. Besar arus terminal beban ketika diberi variasi beban secara paralel yang semakin besar maka nilai arusnya akan semakin besar pula.

7. Ketika di short nilai tegangan semakin kecil dibandingkan ketika diberi beban karena antara terminal positif dan negatif bertemu, nilainya mendekati nol.

8. Ketika di short nilai arus yang mengalir lebih tinggi dibandingkan ketika diberi beban.

9. Nila daya dipengaruhi oleh arus, tegangan, dan hambatan

10. Besar nilai daya berbanding lurus dengan nilai arus, tegangan dan hambatan

11. Perbedaan nilai secara praktikum dan teori sebabkan karena berbagai faktor antara lain, ketelitian dalam mengukur, kualitas alat, ketelitian dalam mengukur, dan intensitas pengukuran.

aaa

Posted in: