Automatic Handwasher with Workstation adalah alat pencuci tangan otomatis yang dilengkapi dengan stasiun pengisian baterai telepon seluler ataupun laptop, dirancang oleh mahasiswa Politeknik Negeri Samarinda yang ditujukan sebagai salah satu upaya untuk mendukung pencegahan penyebaran COVID-19 di lingkungan Politeknik dimasa pandemi dengan menyediakan tempat cuci tangan otomatis yang tidak memerlukan kontak langsung agar alat dapat mengeluarkan air dan sabun, alat ini menggunakan basis sensor Ultrasonik dan Arduino Uno untuk mendeteksi ketika ada benda yang menghalangi sensor maka air atau sabun akan otomatis keluar tanpa adanya kontak pada alat. Energi yang digunakan pada alat ini berbasis sistem off-grid atau tidak bergantung pada energi listrik konvesional yaitu dengan memanfaatkan Panel surya sebagai sumber energi utama. Dengan penentuan kapasitas daya yang telah ditentukan sebelumnya yaitu dengan beban maksimum kWh selama pemakaian 6 jam perhari, 2 buah panel surya dengan kapasitas 150 Wp, jumlah baterai 1 buah dengan kapasitas 150 Ah, maka SCC yang paling baik digunakan pada Automatic Handwasher with Worksatation adalah SCC jenis MPPT, hal ini disebabkan beban pada Workstation adalah beban yang besar yaitu kWh perhari sehingga memungkinkan untuk mempercepat pengosongan baterai oleh sebab itu SCC jenis MPPT dipilih karena dapat menghasilkan arus pengisian yang lebih besar yaitu paling tinggi 6,654 Ampere dan lama waktu pengisian paling cepat 27,05 jam. Analisa ini diharapkan dapat menjadi acuan untuk memilih jenis SCC mana yang paling baik digunakan pada Automatic Handwasher with Workstation di Politeknik Negeri Samarinda. Discover the world's research25+ million members160+ million publication billion citationsJoin for free PoliGrid Vol. 03 No. 01, Juni 2022 ISSN 2723–4428 eISSN 2723-4436 Submitted 30/05/2022; Revised 30/05/2022; Accepted 14/06/2022; Online first 27/06/2022 12 Analisis Perbandingan Charging SCC Jenis PWM Dan MPPT Pada Automatic Handwasher with Workstation Bertenaga Surya Politeknik Negeri Samarinda Naim Fadlan Wahidin1, Erry Yadie2, Marson Ady Putra3 1,2,3 Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Samarinda Jl. Dr. Ciptomangunkusumo, Kampus Gunung Panjang, Samarinda, 75121 marson Abstak, Automatic Handwasher with Workstation adalah alat pencuci tangan otomatis yang dilengkapi dengan stasiun pengisian baterai telepon seluler ataupun laptop, dirancang oleh mahasiswa Politeknik Negeri Samarinda yang ditujukan sebagai salah satu upaya untuk mendukung pencegahan penyebaran COVID-19 di lingkungan Politeknik dimasa pandemi dengan menyediakan tempat cuci tangan otomatis yang tidak memerlukan kontak langsung agar alat dapat mengeluarkan air dan sabun, alat ini menggunakan basis sensor Ultrasonik dan Arduino Uno untuk mendeteksi ketika ada benda yang menghalangi sensor maka air atau sabun akan otomatis keluar tanpa adanya kontak pada alat. Energi yang digunakan pada alat ini berbasis sistem off-grid atau tidak bergantung pada energi listrik konvesional yaitu dengan memanfaatkan Panel surya sebagai sumber energi utama. Dengan penentuan kapasitas daya yang telah ditentukan sebelumnya yaitu dengan beban maksimum kWh selama pemakaian 6 jam perhari, 2 buah panel surya dengan kapasitas 150 Wp, jumlah baterai 1 buah dengan kapasitas 150 Ah, maka SCC yang paling baik digunakan pada Automatic Handwasher with Worksatation adalah SCC jenis MPPT, hal ini disebabkan beban pada Workstation adalah beban yang besar yaitu kWh perhari sehingga memungkinkan untuk mempercepat pengosongan baterai oleh sebab itu SCC jenis MPPT dipilih karena dapat menghasilkan arus pengisian yang lebih besar yaitu paling tinggi 6,654 Ampere dan lama waktu pengisian paling cepat 27,05 jam. Analisa ini diharapkan dapat menjadi acuan untuk memilih jenis SCC mana yang paling baik digunakan pada Automatic Handwasher with Workstation di Politeknik Negeri Samarinda. Kata kunci Automatic Handwasher with Workstation, PLTS, COVID-19, Tenaga Surya, Solar Cell I. PENDAHULUAN Automatic Handwasher with Workstation adalah alat pencuci tangan otomatis yang dilengkapi dengan stasiun pengisian baterai telepon seluler ataupun laptop, dirancang oleh mahasiswa Politeknik Negeri Samarinda yang ditujukan sebagai salah satu upaya untuk mendukung pencegahan penyebaran COVID-19 di lingkungan Politeknik dimasa pandemi dengan menyediakan tempat cuci tangan otomatis yang tidak memerlukan kontak langsung agar alat dapat mengeluarkan air dan sabun, alat ini menggunakan basis sensor Ultrasonik dan Arduino Uno untuk mendeteksi ketika ada benda yang menghalangi sensor maka air atau sabun akan otomatis keluar tanpa adanya kontak pada alat. Terdapat 2 sisi pada alat dimana sisi pertama adalah Automatic Handwasher yang ditunjukkan pada Gambar 1. Gambar 1. Automatic Handwasher. Sedangkan pada sisi kedua terdapat Workstation yang menggunakan sistem panel surya off-grid yang dimana juga terdapat beban DC yang akan digunakan untuk menghidupkan kontrol pada sisi Automatic Handwasher, sisi Workstation dapat dilihat pada Gambar 2 dimana terdapat 4 buah kotak kontak yang dapat digunakan untuk mengisi perangkat elektronik maksimum 45 Watt untuk masing-masing kotak kontak, pada sisi Workstation dilengkapi dengan tampilan tegangan dan arus yang digunakan pada kotak kontak agar pengguna dapat melihat langsung tegangan dan arus yang sedang digunakan pada Workstation. Gambar 2. Workstation. Penggunaan Sollar Charge Controller SCC diperlukan untuk dapat melakukan pengisian energi listrik ke baterai. Energi listrik yang tersimpan oleh baterai akan membuat Workstation dan Automatic handwasher tetap dapat digunakan disaat matahari tidak menyinari solar panel. Pemilihan SCC yang tepat akan sangat baik diperlukan untuk PoliGrid Vol. 03 No. 01, Juni 2022 ISSN 2723–4428 eISSN 2723-4436 Submitted 30/05/2022; Revised 30/05/2022; Accepted 14/06/2022; Online first 27/06/2022 13 mendapatkan hasil yang effisien maupun terjangkau untuk pada Automatic Handwasher with Workstation [1]. II. LANDASAN TEORI A. Sel Surya Sel surya merupakan sebuah perangkat yang mengubah energi sinar matahari menjadi energi listrik dengan proses efek fotovoltaic, oleh karena itu dinamakan juga sel fotovoltaic Photovoltaic cell – disingkat PV. Tegangan listrik yang dihasilkan oleh sebuah sel surya sekitar 0,6 V tanpa beban atau 0,45 V dengan beban. Agar panel surya dapat menghasilkan tegangan sesuai besaran tertentu yang diinginkan maka dapat dilakukan penyusunan beberapa panel surya yang disusun secara seri [2]. Jenis - jenis Panel Surya 1. Monokristal Mono-crystalline Merupakan panel yang paling efisien yang dihasilkan dengan teknologi terkini & menghasilkan daya listrik persatuan luas yang paling tinggi. Jenis panel monokristal biasanya digunakan pada perancangan sistem yang memerlukan konsumsi listrik besar pada tempat yang memiliki cuaca ekstrim. Memiliki efisiensi sampai dengan 15%. Kelemahan dari panel jenis ini adalah tidak akan berfungsi baik ditempat yang cahaya mataharinya kurang teduh, efisiensinya akan turun drastis dalam cuaca berawan [2]. 2. Polikristal Poly-Crystalline Adalah jenis panel surya yang tersusun dari beberapa kristal acak yang diperoleh dari proses pakbrikasi dengan proses pengecoran. Tipe ini memerlukan luas permukaan yang lebih besar dibandingkan dengan jenis monokristal untuk menghasilkan daya listrik yang sama. Polikristal memiliki efisiensi lebih rendah jika dibandingkan panel surya jenis monokristal, sehingga memiliki harga yang relatif lebih murah [2]. 3. Thin Film Photovoltaic Adalah Panel surya yang memiliki 2 lapisan dengan struktur mikrokristal-silicon dan amorphus tipis dengan efisiensi maksimal sehingga luas permukaan yang diperlukan per watt daya lebih besar dibandingkan dengan monokristal & polykristal. Jenis terbaru dari thin Film Triple Junction Photovoltaic atau panel surya yang memiliki 3 lapisan memiliki efisiensi lebih tinggi dalam udara yang sedang berawan dan dapat menghasilkan daya listrik hingga 45% lebih besar dari panel jenis lain [2]. B. Panel Surya Panel Surya adalah sejumlah sel surya yang dihubungkan secara seri dan paralel untuk mendapatkan tegangan dan arus tertentu. Cara kerja panel surya dengan prinsip p-n junction ditunjukkan dalam Gambar 3 Sel surya konvensional umumnya menggunakan prinsip p-n junction untuk melakukan konversi energi, yaitu junction antara semikonduktor tipe-p dan tipe-n. Semikonduktor ini terdiri dari beberapa ikatan atom yang terdapat elektron sebagai penyusun dasar. Gambar 3. Cara kerja sel surya dengan prinsip p-n junction [2]. Semikonduktor tipe-n memiliki kelebihan elektron muatan negatif sedangkan semikonduktor tipe-p memiliki kelebihan hole muatan positif didalam struktur atomnya. Kondisi kelebihan elektron dan hole ini dapat terjadi dengan melakukan doping material dengan atom dopant. Sebagai contoh untuk mendapatkan material silikon tipe-p, silikon didoping oleh atom boron, sedangkan untuk mendapatkan material silikon tipe-n, silikon didoping oleh atom fosfor. Ilustrasi dalam Gambar 3 menunjukkan junction semikonduktor tipe-p dan tipe-n. p-n junction berperan untuk membentuk medan listrik sehingga elektron dan hole bisa diekstrak oleh material kontak untuk dapat menghasilkan energi listrik. Ketika semikonduktor tipe-p dan tipe-n terkontak, maka kelebihan elektron akan bergerak dari semikonduktor tipe-n ke tipe-p sehingga membentuk kutub positif pada semikonduktor tipe-n, dan sebaliknya kutub negatif pada semikonduktor tipe-p. Aliran dari elektron dan hole akan membentuk medan listrik yang dimana ketika cahaya matahari sampai pada susunan p-n junction akan mendorong elektron berpindah dari semikonduktor menuju kontak negatif, yang selanjutnya dimanfaatkan sebagai energi listrik, dan sebaliknya jika hole berpindah menuju kontak positif menunggu elektron datang [2]. Daya listrik yang dihasilkan sel surya ketika mendapat cahaya diperoleh dari kemampuan perangkat sel surya tersebut untuk memproduksi tegangan ketika diberi beban dan arus melalui beban pada waktu yang sama [3]. Beberapa parameter dan persamaan yang digunakan untuk mengetahui spesifikasi atau kemampuan panel surya serta penentuan jumlah modul surya adalah sebagai berikut 1. Fill Factor Faktor isi [3] 𝐹𝐹 = 𝑉𝑚𝑝 𝑥 𝐼𝑚𝑝𝑉𝑜𝑐 𝑥 𝐼𝑠𝑐 ................................................ Keterangan FF = Faktor Isi Imp = Arus Maksimum Ampere Vmp = Tegangan Maksimum Volt Isc = Arus Hubung Singkat Ampere Voc = Tegangan Hubung Terbuka Volt Dengan menggunakan faktor isi maka maksimum daya dari sel surya dapat dihitung, dengan persamaan berikut 2. Daya Maksimum [3] Pmax = Voc x Isc x FF ........................................ PoliGrid Vol. 03 No. 01, Juni 2022 ISSN 2723–4428 eISSN 2723-4436 Submitted 30/05/2022; Revised 30/05/2022; Accepted 14/06/2022; Online first 27/06/2022 14 Sehingga efisiensi sel surya yang didefinisikan sebagai daya yang dihasilkan dari sel Pmax dibagi dengan daya dari cahaya yang datang Pcahaya. 3. Efisiensi [3] Ƞ=𝑃𝑚𝑎𝑥𝑃𝑐𝑎ℎ𝑎𝑦𝑎............................................................. Keterangan Ƞ = Efisiensi panel surya solar cell Pmax = Daya maksimum panel surya Solar cell Watt Pcahaya = Irradiasi matahari W/m²/hari Selanjutnya, untuk menghitung daya keluaran Output panel surya solar cell dapat digunakan persamaan berikut 4. Daya Keluaran [3] Pout = Vout x Iout............................................ Keterangan Pout = Daya keluaran panel surya Solar cell Watt Vout = Tegangan output panel surya Solar cell Volt Iout = Arus output panel surya Solar cell Volt 5. Menentukan Jumlah Modul Surya[6] Jumlah Panel=𝑃𝑤𝑎𝑡𝑡𝑝𝑒𝑎𝑘𝑃𝑚𝑝𝑝 .................................................... Keterangan Pmmp = Daya maksimum panel surya yang digunakan W Pwattpeak = Daya yang dibangkitkan C. Hukum Ohm Hukum ohm adalah hukum dasar yang menyatakan hubungan antara Daya Listrik P, Tegangan V, dan Arus I. Bunyi hukum ohm adalah besar arus P yang mengalir melalui sebuah penghantar atau konduktor akan berbanding lurus dengan beda potensial atau tegangan V dan berbanding terbalik dengan Arus A. Berikut merupakan hukum ohm ditunjukkan pada persamaan P = V x I............................................................................. Keterangan Pout = Daya Listrik Watt V = Tegangan ListrikVolt I = Arus Listrik Ampere D. PWM Pulse Width Modulation PWM adalah singkatan dari Pulse Width Modulation yang menunjukkan bahwa pengontrol pengisian daya bekerja dengan memancarkan pulsa listrik ke baterai accu dengan panjang gelombang yang bervariasi seperti ditunjukkan pada Gambar 4. Di akhir setiap pulsa, pengontrol pengisian daya mati sebentar untuk mengukur kapasitas baterai dan menyesuaikan nilai keluaran output agar sesuai. Pengontrol muatan PWM pada dasarnya bertindak sebagai saklar cerdas antara baterai dan panel surya yang mengontrol tegangan dan arus yang mengalir ke baterai. Nominal tegangan baterai dapat menjadi 11V ketika kosong hingga lebih dari 14V saat mengisi daya. Ini adalah tugas solar charge controller untuk mengambil nilai tegangan 17-19V dari panel surya dan melakukan pengisian daya dengan aman pada baterai. solar charge controller PWM pada umumnya memiliki tiga tahap pengisian berbeda pada baterai Accu, yaitu tahap Massal Bulk Stage, tahap Penyerapan Absorption, dan tahap Float [3]. Gambar 4. Tahapan Pengisiasin Daya Baterai Pada Solar Charge Controller PWM Pulse Width Modulation [4]. Pada tahap pengisian daya Massal Bulk Stage, pengontrol pengisian daya secara langsung menghubungkan panel surya ke baterai. Tegangan panel surya ditarik turun agar sesuai dengan tegangan baterai dan output arus penuh dari panel surya dibuang ke baterai. Tahap ini memiliki peran besar dalam pengisian baterai atau biasa disebut juga tahap arus konstan. Saat baterai dalam proses pengisian daya, tegangan akan perlahan-lahan dinaikkan hingga mencapai 14,4V. Pada kondisi ini, baterai telah terisi sekitar 80%, pengisian pada tegangan tersebut dengan arus maksimal dapat merusak baterai maka dari itu perlu tahap selanjutnya, sehingga pengendali muatan bergerak ke tahap berikutnya [3]. Gambar 5. SCC Jenis PWM [3]. E. MPPT Maximum Power Point Tracking MPPT atau Maximum Power Point Tracking adalah algoritma yang termasuk dalam pengontrol daya yang digunakan untuk mengekstraksi daya maksimum yang tersedia dari modul PV dalam kondisi tertentu. MPPT atau Maximum Power Point Tracking adalah konverter DC ke DC yang beroperasi dengan mengambil input DC dari modul PV, mengubahnya ke AC dan mengubahnya kembali ke tegangan dan arus DC yang berbeda untuk secara tepat mencocokkan modul PV ke baterai [3]. Tegangan di mana modul PV dapat menghasilkan daya maksimum disebut titik daya maksimum atau tegangan daya puncak. Daya maksimum bervariasi dengan radiasi PoliGrid Vol. 03 No. 01, Juni 2022 ISSN 2723–4428 eISSN 2723-4436 Submitted 30/05/2022; Revised 30/05/2022; Accepted 14/06/2022; Online first 27/06/2022 15 matahari, suhu lingkungan, dan suhu sel surya. Modul PV menghasilkan daya dengan tegangan daya maksimum sekitar 17 V bila diukur pada suhu sel 25°C, dapat turun hingga sekitar 15 V pada hari yang diukur pada suhu sel 25°C, dapat turun hingga sekitar 15 V pada cuaca terik dan juga dapat naik hingga 18 V pada hari yang sangat dingin [3]. Perbandingan SCC PWM dan MPPT dapat dilihat pada Gambar 6. Gambar 6. Perbandingan SCC Jenis PWM dan MPPT. F. Baterai Baterai adalah alat menyimpan energi listrik yang memanfaatkan proses elektrokimia. Proses elektrokimia adalah proses perubahan kimia atau konversi menjadi listrik proses pengosongan dan listrik menjadi kimia dengan regenerasi dari elektroda yang terdapat pada baterai dengan melewatkan arus listrik dalam arah polaritas yang berlawanan pada sel baterai [2]. Bagian-bagian yang terdapat pada baterai dapat dilihat pada Gambar 7. Gambar 7. Bagian pada Baterai jenis Lead Acid [2]. Ada beberapa hal yang perlu di perhatikan sebelum merancang panel surya sebagai berikut 1. Mencari Total Beban Listrik Harian Beban Pemakaian = Daya x Lama Pemakaian.................... 2. Menentukan Ukuran Kapasitas Panel Surya Kapasitas Panel Surya = Total Beban Pemakaian Harian𝑛Baterai+Isolasi Panel Surya ........... 3. Menentukan Kapasitas Baterai/Aki Kapasitas Baterai = W x AD𝐷𝑂𝐷 𝑥 𝑉𝑠 ............................................. Keterangan AD = Autonom Days Vdc = Tegangan Sistem DOD = Depth of Discharge 4. Lama pengisian Baterai/Aki T1= CI 1 +20%........................................................... Keterangan I = Arus Pengisian Ampere C = Kapasitas Ampere Hours T1 = Waktu yang kita inginkan Hours 20% = % De-efisiensi Definisi A/hour. Ampere per jamAh mendefinisikan bahwa kita dapat membedakan antara menghitung arus dalam Ampere A dan menghitung battery capacity dalam Ah. Harus diingat bahwa Ampere A ≠ Ampere Ah. Sehingga kita bisa lihat dalam persamaan berikut Battery lifeh = 𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑡𝑦 𝐵𝑎𝑡𝑡𝑒𝑟𝑦𝐴ℎ𝐿𝑜𝑎𝑑 𝐴 .................................. 5. Lama Penggunaan Energi Lama Pembebanan = Total Kapasitas Beban HarianKapasitas Baterai – 3 Jam... G. Arduino Uno Arduino Uno adalah board berbasis mikrokontroler pada ATMega 328 ditunjukkan pada Gambar 8. Board ini memiliki 14 digital input/output pin dimana 6 pin dapat digunakan sebagai output PWM, 6 input analog. 16 MHz osilator kristal, koneksi USB, power jack dan tombol reset. Pin-pin ini berisi semua yang diperlukan untuk mendukung mikrokontroler, hanya terhubung ke komputer dengan kabel USB atau sumber tekanan bisa didapat dari adaptor AC-DC atau baterai untuk menggunakannya [6]. Gambar 8. Arduino Uno [6]. H. Data Logger Data logger adalah proses atau metode yang bersifat otomatis guna perekaman maupun pengumpulan data – data baik itu berasal dari sensor atau module elektronika yang bertujuan sebagai bahan data analisa dan pengarsipan dengan menggunakan Data Logger RTC modul SD Card seperti pada Gambar 9 [5]. PoliGrid Vol. 03 No. 01, Juni 2022 ISSN 2723–4428 eISSN 2723-4436 Submitted 30/05/2022; Revised 30/05/2022; Accepted 14/06/2022; Online first 27/06/2022 16 Gambar 9. Data Logger SD Card Modul [9]. I. RTC Real Time Clock RTC Real time clock adalah jam elektronik berupa chip yang dapat menghitung waktu mulai detik hingga tahun dengan akurat dan menjaga/menyimpan data waktu tersebut secara real time, RTC dapat dilihat pada Gambar 10 [6]. Gambar 10. Modul RTC 3231 [6] J. Sensor 1. Sensor Tegangan Prinsip kerja modul sensor tegangan ini dapat membuat tegangan input mengurangi 5 kali dari tegangan asli, sensor Tegangan dapat dilihat pada Gambar 11. Sehingga, sensor hanya mampu membaca tegangan maksimal 25 V bila diinginkan Arduino analog input dengan tegangan 5 V, dan jika untuk tegangan 3,3 V, tegangan input harus tidak lebih dari V [7]. Gambar 11. Modul Sensor Tegangan [7] 2. Sensor Arus Modul ACS712d itunjukkan pada Gambar 12 merupakan modul yang difungsikan untuk mensensing arus pada suatu rangkaian tegangan bolak balik dan searah dengan menggunakan Mikrokontroler Arduino Uno dengan sensing arus maksimum sebesar 30 Ampere [8]. Gambar 12. Sensor Arus [8] III. METODOLOGI PENELITIAN A. Tempat dan Waktu Pengambilan Data Pengambilan serta pengumpulan data yang diperlukan dalam perencanaan ini dilaksanakan pada bulan Februari 2021 sampai bulan Juli 2021 di POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA POLNES Jl. Cipto Mangun Kusumo, Sungai Keledang, Samarinda Seberang, Kota Samarinda, Kalimantan Timur 75242. Pemilihan tempat ini berdasarkan pertimbangan bahwa adanya aktivitas warga kampus yang banyak menggunakan barang elektronik seperti smartphone, laptop dan lainnya untuk menunjang kegiatan di Area Kampus Politeknik Negeri Samarinda. Tahapan penelitian dan rancang bangun akan dilakukan di Laboratorium Jurusan Teknik Elektro. Objek perencanaan ini adalah alat Automatic Hand Washer with Workstation yang tepatnya berada di area Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Samarinda. B. Jenis Data dan Sumber Data Data yang dibutuhkan dalam perencanaan ini adalah 1. Pengumpulan data output tegangan dan arus pada PV dan output SCC pada saat berbeban. 2. Lama Waktu Pengisian baterai dengan Charging PWM dan MPPT. 3. Analisis karakteristik arus dan tegangan SCC jenis PWM dan MPPT. C. Hasil Pengambilan Data Berikut data yang diperoleh berdasarkan hasil pengujian dan riset yang dilaksanakan selama 4 hari, data yang diperoleh diantaranya tegangan masukan, keluaran, dan arus pengisian pada Solar Charge Controller serta intensitas cahaya matahari dan suhu panel surya pada setiap prototipe PLTS yang memiliki SCC yang berbeda dapat dilihat pada tabel-tabel dibawah ini 1. Data Arus dan Tegangan yang dihasilkan panel surya pada PLTS a. Data pada Solar Charge Controller PWM Berikut data yang diperoleh hasil pengujian sistem PLTS dengan menggunakan SCC jenis PWM PoliGrid Vol. 03 No. 01, Juni 2022 ISSN 2723–4428 eISSN 2723-4436 Submitted 30/05/2022; Revised 30/05/2022; Accepted 14/06/2022; Online first 27/06/2022 17 TABEL 1 DATA PENGUJIAN TEGANGAN DAN ARUS PENGISIAN BATERAI DENGAN SCC JENIS PWM b. Data pada Solar Charge Controller MPPT Berikut data yang diperoleh hasil pengujian sistem PLTS dengan menggunakan SCC jenis MPPT TABEL 2 DATA PENGUJIAN TEGANGAN DAN ARUS PENGISIAN BATERAI DENGAN SCC JENIS MPPT IV. Hasil Dan Pembahasan A. Analisa Perbandingan Data dan Grafik Arus, Tegangan, serta Daya Output yang dihasilkan oleh Solar Charge Controller jenis PWM dan MPPT Berdasarkan data hasil penelitian yang dilaksanakan selama 2 hari, dimulai dari pukul WITA sampai dengan WITA dengan periode pengambilan data selama setengah jam sekali menggunakan alat ukur berupa Voltmeter dan Amperemeter dengan sistem pengumpulan data otomatis bebasis Arduino. Gambar 13. Alat Monitoring Arus dan Tegangan Berbasis Arduino Perbandingan tegangan dan arus hasil penelitian serta perhitungan daya keluaran Output menggunakan persamaan maka diperoleh data sebagai berikut TABEL 3 DATA PERBANDINGAN TEGANGAN DAN ARUS SOLAR CHARGE CONTROLLER JENIS PWM DAN MPPT Berdasarkan data hasil penelitian diatas maka dapat diperoleh grafik perbandingan arus pengisian yang dihasilkan oleh SCC jenis PWM ataupun MPPT, dapat dilihat pada Gambar 14. Gambar 14. Grafik Perbandingan Arus Output Jenis PWM dan MPPT PoliGrid Vol. 03 No. 01, Juni 2022 ISSN 2723–4428 eISSN 2723-4436 Submitted 30/05/2022; Revised 30/05/2022; Accepted 14/06/2022; Online first 27/06/2022 18 Berdasarkan grafik yang ditunjukkan pada Gambar 14 dapat dilihat bahwa SCC jenis PWM menghasilkan arus yang lebih kecil dibandingkan SCC jenis MPPT yang mampu menghasilkan arus output yang lebih besar . Data yang diperoleh menunjukkan bahwa PWM hanya menghasilkan arus keluaran berkisar antara 2,914 Ampere hingga 4,365 Ampere dimana jika dibandingkan dengan SCC jenis MPPT dapat menghasilkan Arus yang relatif lebih besar yaitu berkisar antara 4,082 Ampere hingga 6,654 Ampere hal ini akan mempengaruhi kecepatan pengisian pada baterai Accu. TABEL 4 DATA PERBANDINGAN DAN GRAFIK DAYA OUTPUT YANG DIHASILKAN OLEH SOLAR CHARGE CONTROLLER JENIS PWM DAN MPPT Berikut merupakan grafik perbandingan daya keluaran pada SCC jenis PWM dan MPPT, data yang diperoleh berdasarkan perhitungan menggunakan persamaan maka diperoleh grafik sebagai berikut yang dapat dilihat pada Gambar 15 Gambar 15. Grafik Perbandingan Daya Output Jenis PWM dan MPPT Berdasarkan data Daya Keluaran Output rata-rata yang dapat dilihat pada Gambar 15 dapat diketahui bahwa Solar Charge Controller jenis MPPT dominan menghasilkan daya yang lebih besar dibandingkan dengan SCC jenis PWM dimana daya keluaran MPPT tertinggi yaitu 86,169 Watt dan paling rendah 54,08 sedangkah SCC jenis PWM memiliki keluaran paling maksimum yaitu 57,276 Watt dan paling rendah yaitu 38,348 Watt. B. Analisa Perbandingan Lama Pengisian Baterai Accu oleh Solar Charge Controller jenis PWM dan MPPT Berdasarkan hasil data perbandingan arus pengisian antara SCC jenis PWM dan MPPT maka dapat diperoleh data perbandingan waktu pengisian pada baterai Accu dengan kapasitas yang sama dengan menggunakan perhitungan pada persamaan 1. Waktu Pengisian Rata-Rata PWM Berikut merupakan perhitungan rata-rata lama waktu pengisian SCC jenis PWM dengan menggunakan rumus persamaan sebagi berikut T1 = CI 1 + 20% Keterangan I = Arus Pengisian Ampere C = Kapasitas Ampere Hours T1 = Waktu yang kita inginkan Hours 20% = % De-efisiensi Berikut merupakan hasil perhitungan lama waktu pengisian T1 = 1504,365 1 + 20% = 41,23711 Jam T2 = 1503,987 1 + 20% = 45,14673 Jam T3 = 1504,021 1 + 20% = 44,76498 Jam T4 = 1504,05 1 + 20% = 44,44444 Jam T5 = 1503,907 1 + 20% = 46,07115 Jam T6 = 1504,12 1 + 20% = 43,68932 Jam T7 = 1503,74 1 + 20% = 48,12834 Jam T8 = 1504,178 1 + 20% = 43,08281 Jam T9 = 1502,914 1 + 20% = 61,77076 Jam T10 = 1503,561 1 + 20% = 50,5476 Jam T11 = 1504,326 1 + 20% = 41,60888 Jam T12 = 1503,241 1 + 20% = 55,53841 Jam 2. Waktu Pengisian Rata-Rata MPPT Berikut merupakan perhitungan rata-rata lama waktu pengisian SCC jenis MPPT dengan menggunakan rumus persamaan sebagai berikut T1 = CI 1 + 20% PoliGrid Vol. 03 No. 01, Juni 2022 ISSN 2723–4428 eISSN 2723-4436 Submitted 30/05/2022; Revised 30/05/2022; Accepted 14/06/2022; Online first 27/06/2022 19 Keterangan I = Arus Pengisian Ampere C = Kapasitas Ampere Hours T1 = Waktu yang kita inginkan Hours 20% = % De-efisiensi Berikut merupakan hasil perhitungan lama waktu pengisian T1 = 1506,654 1 + 20% = 27,05 Jam T2 = 1 + 20% = 31,20 Jam T3 = 1506,51 1 + 20% = 27,64 Jam T4 = 1505,294 1 + 20% = 34 Jam T5 = 1504,798 1 + 20% = 37,51 Jam T6 = 1506,064 1 + 20% = 29,68 Jam T7 = 1505,598 1 + 20% = 32,15 Jam T8 = 1505,914 1 + 20% = 30,43 Jam T9 = 1505,75 1 + 20% = 31,30 Jam T10 = 1504,082 1 + 20% = 44,09 Jam T11 = 1505,414 1 + 20% = 33,24 Jam T12 = 1504,957 1 + 20% = 36,31 Jam TABEL 5 ANALISIS PERBANDINGAN LAMA WAKTU PENGISIAN BATERAI ACCU DENGAN MENGUNAKAN SCC JENIS PWM DAN MPPT Gambar 16. Grafik Perbandingan Lama Waktu Pengisian Baterai Accu dengan menggunakan SCC jenis PWM dan MPPT Berdasarkan data hasil penelitian dan perhitungan menggunakan persamaan dapat diketahui perbandingan lama waktu pengisian baterai Accu dengan menggunakan 1 buah baterai dengan kapasitas 150 Ah serta 2 buah panel surya dengan merek solana berkapasitas 150 Wp namun dibandingkan dengan 2 jenis Solar Charging Controller yang berbeda yaitu jenis PWM dan MPPT dapat dilihat pada Gambar 16 SCC jenis MPPT memiliki kecepatan pengisian yang lebih cepat jika dibandingkan dengan SCC jenis PWM dengan waktu paling cepat 27 Jam dan paling lama 44 Jam sedangkan SCC jenis PWM dapat mengisi 1 buah baterai Accu dengan kapasitas 150 Ampere Hour paling cepat 41,6 Jam dan paling lama 61,7 Jam dengan dominan SCC jenis MPPT dapat melakukan pengisian Baterai Accu lebih cepat. C. Analisa Perbandingan SCC Jenis PWM dan MPPT pada Automatic Handwasher with Workstation. Berdasarkan data hasil perhitungan daya total pada Automatic Handwasher with Workstation dimana beban total adalah 180 Wh dan asumsi beban maksimum selama satu hari adalah sebesar kWh selama 6 jam pemakaian. Dengan membandingkan jenis SCC mana yang paling baik digunakan pada Automatic Handwasher with Worksatation maka SCC jenis MPPT yang paling baik dan efisien, hal ini disebabkan beban pada Workstation adalah beban yang besar yaitu kWh perhari sehingga memungkinkan untuk mempercepat pengosongan baterai maka dari itu SCC jenis MPPT dipilih karena dapat menghasilkan arus pengisian yang lebih besar yaitu paling tinggi 6,654 Ampere dan lama waktu pengisian paling cepat 27,05 jam. D. Alat Monitoring Tegangan dan Arus Secara Periodik Berikut merupakan pembahasan rancangan alat monitoring secara periodik dengan basis Arduino Uno dengan memanfaat beberapa modul tambahan diantaranya RTC 3231, Sensor Arus ACS 712-30 Ampere, Sensor Tegangan, Buck Converter 12 Volt dan SD Card Modul sebagai penyimpanan data logger secara periodik setiap setengah jam sekali. Berikut PoliGrid Vol. 03 No. 01, Juni 2022 ISSN 2723–4428 eISSN 2723-4436 Submitted 30/05/2022; Revised 30/05/2022; Accepted 14/06/2022; Online first 27/06/2022 20 merupakan skema alat yang akan telah dibangun dan digunakan ditunjukkan pada Gambar 17. Gambar 17. Pengawatan Alat Monitoring Arus dan Tegangan V. SIMPULAN DAN SARAN A. Simpulan Berdasarkan data hasil perbandingan SCC dan MPPT melalui pengamatan langsung dan mengacu pada referensi secara teori dan perhitungan dari data pengujian pada masing-masing SCC di Automatic Handwasher with Workstation maka dapat disimpulkan 1. Karakteristik tegangan berdasarkan tabel data hasil pengujian relatif sama dan stabil tidak ada perbedaan yang signifikan antara SCC jenis PWM maupun MPPT. 2. SCC jenis MPPT lebih baik dibanding SCC jenis PWM hal ini disebabkan beban pada Workstation adalah beban yang besar yaitu kWh perhari sehingga memungkinkan untuk mempercepat pengosongan baterai maka dari itu SCC jenis MPPT dipilih karena dapat menghasilkan arus pengisian yang lebih besar yaitu paling tinggi 6,654 Ampere dengan data sheet baterai jenis VRLA tipe VG12-150 Ah dimana arus maksimum pengisian adalah sebesar 15 Ampere sehingga arus 6,654 tidak akan merusak baterai maka didapat lama waktu pengisian paling cepat adalah 27,05 jam. 3. Berdasarkan perhitungan lama waktu pengisian dapat dilihat bahwa SCC jenis MPPT lebih cepat melakukan pengisian maksimum pada baterai sebanyak 1 buah dengan kapasitas 150 Ah yaitu selama 27,05 jam atau kurang dari 2 hari. 4. Penambahan jumlah beban pada Workstation dapat merubah perhitungan autonomy days, waktu pengisian, dan jumlah baterai. 5. Data berdasarkan hasil perhitungan teori panel surya dapat menghasilkan arus maksimum 16,58 Ampere dengan hubungan paralel 2 buah panel surya dengan kapasitas 150 Wp. B. Saran Berdasarkan data hasil perbandingan SCC dan MPPT melalui pengamatan langsung maka saran yang dapat diberikan penulis kepada pembaca adalah 1. Proses pengisian pada baterai Automatic Handwasher with Workstation dapat dipercepat dengan penambahan panel surya secara paralel untuk mendapatkan arus maksimum namun tidak lebih dari 15 Ampere berdasarkan data sheet dengan jenis baterai yang sama. 2. Dapat memperbanyak variabel penelitian atau lama waktu pengamatan agar hasil pengamatan lebih maksimal. REFERENSI [1] J. Jamaaluddin, I. Anshory, E. Rosnawati, and D. K. Aji, “Analisa Perbandingan PWM Dan MPPT Untuk Beban Di Atas 200 W,” pp. 123–129. [2] B. H. Purwoto, “Efisiensi Penggunaan Panel Surya Sebagai Sumber Energi Alternatif,” Emit. J. Tek. Elektro, vol. 18, no. 01, pp. 10–14, 2018, doi [3] Nino Wananda, “Analisa Perbandingan Optimasi Pengisian Daya Baterai Accu Pada PLTB Dan PLTS Menggunakan Solar Charger Controller Tipe PWM Dan MPPT,” 2019. [4] I. M. A. N. I BAGUS PUTU EKA PAKSI YUDA, ABDUL NATSIR, “Rancang Bangun Solar Charge Controller Dengan Metode MPPT Berbasis Mikrokontroller Arduino Nano,” 2018. [5] A. R. MARGOLANG, “Rancang Bangun Dispenser Minyak Goreng Dengan Flowmeter Mekanik Dilengkapi dengan Micro SD Dan RTC Berbasis Mikrokontoler ATMEGA328,” 2021. [6] M. Y. Iqbar, K. Paranita, and K. Riyanti, “Rancang Bangun Lampu Portable Otomatis Menggunakan RTC Berbasis Arduino,” Antivirus, vol. 14, no. 1, pp. 51–62, 2020. [7] M. AL ARIFIN, “Sistem Monitoring Genset Berbasis Iot Di Bts Rembangan,” 2020. [8] Faudin, Agus, “Tutorial Akses Sensor Arus,” 2017.Online. Available [Diakses 31 Agustus 2021]. [9] Indoware - Electronic Online Store, “Micro SD Card Modul SPI Antarmuka Mini card reader TF,” 2021.Online. Available [Diakses 04 September 2021]. ResearchGate has not been able to resolve any citations for this Hari PurwotoPeneltian ini bertujuan memberikan memberikan gambaran yang jelas mengenai efisiensi penggunaan Panel Surya sebagai sumber energi alternatif jika dibandingkan dengan penggunaan generator/Genset sebagai sumber energi untuk peralatan listrik. Dalam penelitian ini, digunakan Panel Surya dengan kapasitas 100 WP, yang mana energy yang dihasilkan Panel Surya tersebut kemudian disimpan dalam baterai accu dengan kapasitas 12 volt 70 Ah. Energi listrik yang dihasilkan oleh Panel Surya tersebut masih berupa energi listrik dengan tegangan searah. Oleh karena kebanyakan peralatan listrik yang ada menggunakan tegangan bolak-balik, maka diperlukan sebuah inverter untuk mengubah tegangan searah yang dihasilkan oleh Panel Surya menjadi tegangan bolak balik. Inverter yang digunakan dalam penelitian ini berkapasitas 2000 watt sebagai pengubah tegangan DC 12 volt ke AC 220 vol, yang kemudian akan digunakan sebagai sumber energi listrik untuk peralatan listrik yang berupa blender dan lampu Perbandingan Optimasi Pengisian Daya Baterai Accu Pada PLTB Dan PLTS Menggunakan Solar Charger Controller Tipe PWM Dan MPPTNino WanandaNino Wananda, "Analisa Perbandingan Optimasi Pengisian Daya Baterai Accu Pada PLTB Dan PLTS Menggunakan Solar Charger Controller Tipe PWM Dan MPPT," Bangun Solar Charge Controller Dengan Metode MPPT Berbasis Mikrokontroller Arduino NanoI M A N Bagus Putu Eka PaksiAbdul YudaNatsirI. M. A. N. I BAGUS PUTU EKA PAKSI YUDA, ABDUL NATSIR, "Rancang Bangun Solar Charge Controller Dengan Metode MPPT Berbasis Mikrokontroller Arduino Nano," Bangun Dispenser Minyak Goreng Dengan Flowmeter Mekanik Dilengkapi dengan Micro SD Dan RTC Berbasis Mikrokontoler ATMEGA328A R MargolangA. R. MARGOLANG, "Rancang Bangun Dispenser Minyak Goreng Dengan Flowmeter Mekanik Dilengkapi dengan Micro SD Dan RTC Berbasis Mikrokontoler ATMEGA328," Bangun Lampu Portable Otomatis Menggunakan RTC Berbasis ArduinoM Y IqbarK ParanitaK RiyantiM. Y. Iqbar, K. Paranita, and K. Riyanti, "Rancang Bangun Lampu Portable Otomatis Menggunakan RTC Berbasis Arduino," Antivirus, vol. 14, no. 1, pp. 51-62, Monitoring Genset Berbasis Iot Di Bts RembanganA L ArifinM. AL ARIFIN, "Sistem Monitoring Genset Berbasis Iot Di Bts Rembangan," Akses Sensor ArusAgus FaudinFaudin, Agus, "Tutorial Akses Sensor Arus," 2017.Online. Available [Diakses 31 Agustus 2021].Micro SD Card Modul SPI Antarmuka Mini card reader TFIndoware -Electronic Online StoreIndoware -Electronic Online Store, "Micro SD Card Modul SPI Antarmuka Mini card reader TF," 2021.Online. Available [Diakses 04 September 2021].

tinggi maksimum pengisian air baterai adalah