laporan pengujian pv

8/19/2019 Laporan Pengujian PV

1/24

LAPORAN PENGUJIAN

PHOTOVOLTAICMata Kuliah

Energi Baru dan Terbaharukan

Dosen Dr.-Ing. Eko Adhi Setiawan S.T., M.T

Oleh:

Muhammad Kahlil Firdausi, S.T

NPM: 1506696754

Program Pascasarjana

Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik

Universitas Indonesia2015


2/24

Laporan Percobaan Modul Photovoltaic Muhammad Kahlil Firdausi| NPM: 1506696754

Universitas Indonesia | Mata Kuliah Energi Baru dan Terbaharukan | Dr.-Ing. Eko Adhi Setiawan S.T., M.T 2 | 24

Daftar Isi

I. PENDAHULUAN ....................................................................................................................3II. TEORI DASAR .......................................................................................................................3

a. Efek Photovoltaic ..............................................................................................................3

b. Sel Photovoltaic ................................................................................................................3

c. Sel Photovoltaic ................................................................................................................4

d. Struktur Umum SelSurya ..................................................................................................5

e. Rangkaian Ganti Solar PV ..................................................................................................6

f. Parameter Solar Cell .........................................................................................................8

III. PENGAMBILAN DATA | PERCOBAAN PHOTOVOLTAIC .......................................................9

a. Tujuan Percobaan .............................................................................................................9

b. Metode Percobaan ...........................................................................................................9

c. Waktu dan Tempat Percobaan .........................................................................................9

d. Data Solar Panel Modul ..................................................................................................10

e. Peralatan yang digunakan...............................................................................................12

f. Langkah Percobaan ........................................................................................................13

g. Hasil Percobaan ..............................................................................................................13

IV. PENGOLAHAN DATA DAN ANALISA PERCOBAAN ............................................................19

a. Iradiance Data ................................................................................................................19

b. Output Power Photovoltaic terhadap Iradiance level. .....................................................20

c. Pengaruh Warna Permukaan Photovoltaic .....................................................................20

d. Pengaruh Bayangan ........................................................................................................21

e. Pengaruh Reflector .........................................................................................................23

V. KESIMPULAN ......................................................................................................................23

VI. REFERENSI ......................................................................................................................24


3/24



I. PENDAHULUAN

Pemahaman tentang Photovoltai dibangku perkuliahan perlu ditingkatkan dan dikembangkan

dengan melakukan praktikum/percobaan. Report ini merupakan laporan percobaan yang telah

dilakukan untuk Matakuliah Energi Baru dan Terbaharukan untuk materi Photovoltaic.

II. TEORI DASAR

a. Efek Photovoltaic

Photovoltaic (PV) adalah suatu sistem atau cara langsung (direct) untuk mentransfer radiasi

matahari atau energi cahaya menjadi energi listrik. Sistem photovoltaic bekerja dengan

prinsip efek photovoltaic [5]. Efek photovoltaic pertama kali ditemukan oleh Henri Becquerel

pada tahun 1839. Efek photovoltaic adalah fenomena dimana suatu sel photovoltaic dapat

menyerap energi cahaya dan merubahnya menjadi energi listrik. Efek photovoltaic

didefinisikan sebagai suatu fenomena munculnya voltase listrik akibat kontak dua

elektroda yang dihubungkan dengan sistem padatan atau cairan saat diexpose di bawah

energi cahaya [5].

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. Ketika foton mengenai permukaan

suatu sel PV, maka foton tersebut dapat dibiaskan, diserap, ataupun diteruskan menembus

sel PV. Foton yang terserap oleh sel PV inilah yang akan memicu timbulnya energi listrik.

b. Sel Photovoltaic

Sel PV adalah suatu perangkat yang mengkonversi energi radiasi matahari menjadi

energi listrik. Sistem sel PV pada dasarnya terdiri dari pn junction atau ikatan antara sisi

positif dan negatif di dalam sebuah sistem semikonduktor. Sel PV juga dikenal dengan nama

solar cell atau sel surya. Namun, perbedaannya terletak pada sumber cahaya yang

digunakan. Pada sel PV sumber cahaya lebih

umum dan tidak disebutkan secara jelas. Sedangkan pada sel surya energi cahaya berasal

dari radiasi sinar matahari

Ilustrasi mekanisme sel PV secara sederhana ditunjukkan pada Gambar 2.1.

Gambar 2.1. Skema sederhana sistem sel PV [6]


4/24



c. Sel Photovoltaic

Pada dasarnya mekanisme konversi energi cahaya terjadi akibat adanya perpindahan

elektron bebas di dalam suatu atom. Konduktifitas elektron atau kemampuan transfer

elektron dari suatu material terletak pada banyaknya elektron valensi dari suatu material.

Sel surya pada umumnya menggunakan material semikonduktor sebagai penghasil elektron

bebas. Material semikonduktor adalah suatu padatan (solid) dan seperti logam,

konduktifitas elektriknya juga ditentukan oleh elektron valensinya. Namun, berbeda dengan

logam yang konduktifitasnya menurun dengan kenaikan temperatur, material

semikonduktor konduktifitasnya akan meningkat secara significant.

Ketika foton dari suatu sumber cahaya menumbuk suatu elektron valensi dari atom

semikonduktor, hal ini mengakibatkan suatu energi yang cukup besar untuk memisahkan

elektron tersebut terlepas dari struktur atomnya. Elektron yang terlepas tersebut menjadi

bebas bergerak di dalam bidang kristal dan elektron tersebut menjadi bermuatan negatif

dan berada pada daerah pita konduksi dari material semikonduktor.

Sementara itu akibat hilangnya elektron mengakibatkan terbentuknya suatu kekosongan

pada struktur kristal yang disebut dengan “hole” dan bermuatan positif. Skema sederhana

terjadinya elektron bebas pada material semikonduktor diilustrasikan pada Gambar 2.2.

Gambar 2.2 Mekanisme terbentuknya elektron bebas

pada material semikonduktor

Daerah semikonduktor dengan elektron bebas dan bersifat negatif bertindak sebagai donor

elektron. Daerah ini disebut negatif type (n-type). Sedangkan daerah semikonduktor

dengan hole, bersifat positif dan bertindak sebagai penerima (acceptor) elektron. Daerah

ini disebut dengan positive type (p-type).

Ikatan dari kedua sisi positif dan negatif (p-n junction) menghasilkan energi listrik internal

yang akan mendorong elektron bebas dan hole untuk bergerak ke arah yang berlawanan.

Elektron akan bergerak menjauhi sisi negatif, sedangkan hole bergerak menjauhi sisi

positif. Ketika p-n junction ini dihubungkan dengan sebuah beban (lampu) makaakan tercipta sebuah arus listrik.


5/24



d. Struktur Umum SelSurya

Struktur inti dari sel surya pada umumnya terdiri dari satu atau lebih jenis material

semikonduktor dengan dua daerah berbeda yaitu, daerah positif dan negatif. Dua sisi yang

berlainan ini berfungsi sebagai elektroda. Untuk menghasilkan dua daerah muatan yang

berbeda umumnya digunakan dopant dengan golongan periodik yang berbeda. hal ini

dimaksudkan agar dopant pada daerah negatif akan berfungsi sebagai pendonor elektron,sedangkan dopant pada daerah positif akan berfungsi sebagai acceptor elektron [5].

Sebagai contoh, pada solar sel konvensional digunakan material silikon (golongan IV pada

tabel periodik) sebagai semikonduktor. Untuk menghasilkan dua muatan yang berbeda,

maka pada satu sisi diberi dopant dari golongan periodik V yang mempunyai elektron

valensi lima. Hal ini mengakibatkan silikon mempunyai

kelebihan elektron (n-type). Sedangkan pada sisi yang berlainan digunakan dopant dari

golongan periodik III yang mengakibatkan silikon kekurangan elektron (p- type).

Dikarenakan untuk membentuk suatu struktur yang stabil dibutuhkan empat elektron, maka

kekurangan satu elektron akan didapat dari donor n-type [5].

Selain itu pada sel surya terdapat lapisan antirefleksi, dan substrat logam sebagai tempat

mengalirnya arus dari lapisan tipe-n (elektron) dan tipe-p (hole). Skema sederhana struktur

sel surya diilustrasikan pada Gambar 2.3dan Gambar 2.4.

Gambar 2.3 Ilustrasi struktur sel surya [10]

Gambar 2.4 Susunan lapisan solar cell secara umum [11]


6/24



e. Rangkaian Ganti Solar PV

Sebuah Sel Surya dalam menghasilkan energi listrik (energi sinar matahari menjadi photon)

tidak tergantung pada besaran luas bidang Silikon, dan secara konstan akan menghasilkan

energi berkisar ± 0.5 volt — max. 600 mV pada 2 amp , dengan kekuatan radiasi solar

matahari 1000 W/m2 = ”1 Sun” akan menghasilkan arus listrik (I) sekitar 30 mA/cm2 per

sel surya. Pada Gambar 2.5 grafik I-V Curve dibawah yang menggambarkan

keadaan sebuah Sel Surya beroperasi secara normal.

Sel Surya akanmenghasilkan energi maximum jika nilai Vm dan Im juga maximum.

Sedangkan Isc adalah arus listrik maximum pada nilai volt = nol; Isc berbanding

langsung dengan tersedianya sinar matahari. Voc adalah volt maximum pada nilai arus nol;

Voc naik secara logaritma dengan peningkatan sinar matahari, karakter ini yang

memungkinkan Sel Surya untuk mengisi accu.

Gambar – 2.5 Rangkaian Persamaan Sel Surya

Persamaan dari rangkaian di atas adalah:

Dimana :

IO=arus saturasi reverse (Ampere)

n=faktor ideal dioda (bernilai 1 untuk dioda ideal) q=pengisian electron (1.602·10-19 C)

k=konstanta Boltzman (1.3806.10-23 J.K-1) T=temperatur solar sel (o K)

Gambar – 2.6 kurva I-V


7/24



Keterangan: Isc = Short-circuit current Vsc = Open-circuit voltage Vm = Voltage maximum power Im = Current maximum power Pm = Power maximum-output dari PV array (watt)

Sebuah Sel surya dapat beroperasi secara maximum jika temperatur sel tetap normal(pada 25 derajat celsius), kenaikan temperatur lebih tinggi dari temperature normal padaPV sel akan melemahkan voltage (Voc). Setiap kenaikan temperatur sel surya 1 derajatcelsius (dari 25 derajat) akan berkurang sekitar 0.4 % pada total tenaga yang dihasilkan 8atau akan melemah 2x lipat untuk kenaikkan temperatur sel per 10 derajad C. Gambar 2.8merupakan grafik pengaruh temperatur pada solar cell dalam °C.

Gambar – 2.7 Grafik Arus Terhadap Temperatur

Radiasi solar matahari di bumi dan berbagai lokasi bervariable, dan sangat tergantung

keadaan spektrum solar ke bumi. Insolation solar matahari akan banyak berpengaruh pada

current (I) sedikit pada volt. Gambar 2.9 merupakan grafik pengaruh temperatur pada solar

cell dalam W/m2.

Gambar –2.8 Grafik Arus Terhadap Tegangan

Kecepatan tiup angin disekitar lokasi PV array dapat membantu mendinginkan permukaan

temperatur kaca-kaca PV array. Keadaan atmosfir bumi—berawan, mendung, jenis partikel

debu udara, asap, uap air udara (Rh), kabut dan polusi sangat mementukan hasil maximum

arus listrik dari deretan PV.

Orientasi dari rangkaian PV (array) ke arah matahari secara optimum adalah penting agar

panel/deretan PV dapat menghasilkan energi maximum. Selain arah orientasi, sudut

orientasi (tilt angle) dari panel/deretan PV juga sangat mempengaruhi hasil energi maximum

(lihat penjelasan tilt angle). Sebagai guidline: untuk lokasi yang terletak di belahan utara

latitude, maka panel/deretan PV sebaiknya diorientasikan ke Selatan, orientasi ke timur—


8/24



barat walaupun juga dapat menghasilkan sejumlah energi dari panel-panel/deretan PV,

tetapi tidak akan mendapatkan energi matahari optimum.

Pada gambar 2.5 tilt angle (sudut orientasi matahari) mempertahankan sinar matahari

jatuh ke sebuah permukaan panel PV secara tegak lurus akan

mendapatkan energi maximum ± 1000 W/m2 atau 1 kW/m2.

Kalau tidak dapat mempertahankan ketegak lurusan antara sinar matahari dengan bidang

PV, maka extra luasan bidang panel PV dibutuhkan (bidang panel PV terhadap sun altitude

yang berubah setiap jam dalam sehari).

f. Parameter Solar Cell

Pengoperasian maximum Sel Surya sangat tergantung pada :

1. Ambient air temperature

Sebuah Sel Surya dapat beroperasi secara maximum jika temperatur sel tetap normal (pada

25 derajat Celsius), kenaikan temperatur lebih tinggi dari temperature normal pada PV sel

akan melemahkan voltage (Voc). Setiap kenaikan temperatur Sel Surya1 derajat celsius (dari

25 derajat) akan berkurang sekitar 0.4 % pada total tenaga yang dihasilkan atau akan

melemah 2x lipat untuk kenaikkan temperatur Sel per 10 derajad C.

2. Radiasi solar matahari (insolation)

Radiasi solar matahari di bumi dan berbagai lokasi bervariable, dan sangat tergantung

keadaan spektrum solar ke bumi. Insolation solar matahari akan banyak berpengaruh pada

current (I) sedikit pada volt

3. Kecepatan angin bertiup

Kecepatan tiup angin disekitar lokasi PV array dapat membantu mendinginkan permukaan

temperatur kaca-kaca PV array. d. Keadaan atmosfir bumi Keadaan atmosfir bumi —berawan, mendung,jenis partikel debu udara, asap, uap

air udara(Rh), kabut dan polusi sangat mementukan hasil maximum arus listrik dari deretan

PV.

4. Orientasi panel atau array PV

Orientasi dari rangkaian PV (array) ke arah matahari secara optimum adalah penting agar

panel/deretan PV dapat menghasilkan energi maximum. Selain arah orientasi, sudut

orientasi (tilt angle) dari panel/deretan PV juga sangat mempengaruhi hasil energi maximum

(lihat penjelasan tilt angle).Sebagai guidline: untuk lokasi yang terletak di belahan Utara

latitude, maka panel/deretan PV sebaiknya diorientasikan ke Selatan,orientasi ke Timur—

Barat walaupun juga dapat menghasilkan sejumlah energi dari panelpanel/ deretan PV,tetapi tidak akan mendapatkan energi matahari optimum. Posisi letak sel surya (array)

terhadap matahari (tilt angle) Tilt Angle (sudut orientasi Matahari), Mempertahankan sinar

matahari jatuh ke sebuah permukaan panel PV secara tegaklurus akan mendapatkan

energi maximum 1000 W/m2 atau 1 kW/m2. Kalau tidak dapat mempertahankan ketegak

lurusan antara sinar matahari dengan bidang PV, maka extra luasan bidang panel PV

dibutuhkan (bidang panel PV terhadap sun altitude yang berubah setiap jam dalam sehari).


9/24



III. PENGAMBILAN DATA | PERCOBAAN PHOTOVOLTAIC

a. Tujuan Percobaan

Tujuan percobaan ini adalah untuk menyelaraskan pengetahuan teori yang diberikan pada

perkuliahan dengan praktikum dilapangan. Selain itu juga percobaan ini bertujuan untuk

mengetahui Karakteristik dari PV dan faktor-faktor yang mempengaruhi naik atau turunnya

output daya pada PV.

b. Metode Percobaan

Metode yang digunakan pada percobaan ini yaitu:

1. Studi referensi | Studi ini telah dilakukan pada jam perkuliahan sebelumnya.

2. Melakukan Pengujian Karakteristik PV | Untuk mengetahui karakteristik PV terhadap

kondisi radiasi matahari dan parameter-parameter lainnya.

3. Melakukan Pengujian Terhadap Bayangan | untuk mengetahui pengaruh PV terhadap

adanya gangguan(bayangan) disekitar. Dari Pengujian ini akan didapat data yang

memberikan gambaran bagaimana sebaiknya PV modul dipasang.

4. Melakukan Pengujain terhadap pemfokusan radiasi | Untuk mengetahui pengaruh PV

terhadap pemusatan iradiance yang dilakukan menggunakan Reflector / Cermin. Dari

pengujian ini diharapkan didapat data yang dapat dijadikan acuan bagaimana

meningkatkan efisiensi PV dengan menggunakan reflector.

5. Pencatatan Data | Melakukan pencatatan data pada saat percobaan

6. Pengolahan Data | Melakukan pengolahan data.

7. Analisa | Menganalisa hasil percobaan dan membandingkan dengan teori yang di dapat

pada sesi perkuliahan dan kemudian menarik kesimpulan yang ada dan mitigasi

terhadap permasalahan yang dimodelkan di pengujian.

8. Penarikan Kesimpulan| Menarik kesimpulan dari analisa yang didapat dari 3 percobaan

yang dilakukan

c. Waktu dan Tempat Percobaan

Pengujian Photovoltaic ini dilakukan di Gedung Quantum Lantai Atap (rooftop), Fakultas

Teknik, Universitas Indonesia pada hari Senin, 13 Oktober 2015, Mulai pukul 08.30 sampai

10.00, dengan kondisi cuaca cerah sedikit berawan. Posisi koordinat untuk tempat

percobaan ini adalah sekitar 6°21'43.5"S 106°49'24.3"E

Gambar 3.1a—Kondisi saatpengujian

Gambar 3.1b—Letak tempat percobaan berdasarkangooglemap


10/24



d. Data Solar Panel Modul

Pengujian photovoltaic ini menggunakan 2 (dua) buah modul dengan specifikasi sebagai

berikut:

1. Modul 1

Tabel 3.1 – Spesifikasi Modul 1 TYPE MONOCHRISTALIN

Deskripsi Unit

Brand HELIOS USA LLC

Rated Maximum Power (Pmp) 100 W

Tolerance 0~+3%

Voltage at Pmp (Vmp) 19,3V

Current at Pmp (Imp) 5,18A

Open-circuit Voltage (Voc) 22,9V

Short-Circuit Current (isc) 5,56A

Maximum System Voltage 1000V

Maximum Series Fuse Rating 10A

Test Condition

AM 1,5

E 1000 W/m2

Tc 25OC

Application Class A

Dimension / Weight (1200X540X30)mm /8 kg

No of Cell / dim 36Pcs, 125x125

Gambar 3.2 – Foto Solar Modul dan Specifikasi Modul 1


11/24



2. Modul 2

Tabel 3.2 – Spesifikasi Modul 2 TYPE MONOCRISTALIN

Gambar 3.2 – Foto Solar Modul dan Specifikasi Modul 2

Description Unit

Brand CEEG-SST / SST 180-72M-BB

Rated Maximum Power (Pmp) 180 W

Tolerance 0~+3%

Voltage at Pmp (Vmp) 35,4

Current at Pmp (Imp) 5,09A

Open-circuit Voltage (Voc) 44,6V

Short-Circuit Current (isc) 5,40A

Maximum System Voltage 1000V

Maximum Series Fuse Rating Not Detailed

Test Condition

AM 1,5

E 1000 W/m2

Tc 25OC

Application Class Not Detailed

Dimension / Weight (1580X808X50)mm /16 kg

No of Cell / dim Not Detailed


12/24



e. Peralatan yang digunakan

Table 3.3 – Peralatan yang digunakan

No Nama Alat Gambar Fungsi

1 Multimeter Type

M2036

Untuk mengukur

Arus Isc dan Voc

2 Pyranomete

(METEON)

Untuk Mengukur

tingkat radiasi

matahari dalamsatuan (Watt/m

2)

3 Thermometer

APPA 55II

Untuk Mengukur

suhu Panel

4 Peralatan Penghalang,

Kardus, Kayu Triplek

dan lain-lain

Digunakan untuk

menutupi

sebagian atau

seluruhnya dari

PV


13/24



5 Reflector Sebagai alat untuk

percobaan ke-3,

ini digunakan

untuk

pemfokusan

radiasi sinar

matahari ke

modul PV.

6 Tilt meter dengan menggunakan aplikasi pada smartphone. Untuk mengetahui

Sudut Kemiringan

(Tilt Angle)

f. Langkah Percobaan

1. Menyusun PV dengan sudut kemiringan tertentu. (pastikan tidak terhalang oleh

bayangan)

2. Pasang Alat Ukur

a. Alat ukur Iradiance (pastikan berada dekat dengan PV dan tidak terhalang

bayangan.)

b. Alat ukur Suhu | pasang alat ukur suhu pada panel

c. Letakkan Alat ukur multimeter didekat output PV.

3. Lakukan Pengujian

a. Catat tilt angle / sudut kemiringan PV

b. Lakukan pengujian 1, catat Iradiance, Suhu, Temperature, Voc dan Isc setiap 10

menit

c. Lakukan Pengujian 2, Letakkan Penghalang secara total / difuse, lakukan

beberapa variasi

d. Lakukan pengujian 3, Arahkan reflector pada PV, pusatkan pantulan cahaya

pada PV.

e. Catat dan amati setiap data yang didapat.

4. Analisa

g. Hasil Percobaan

1.

Percobaan Modul-1 (HELIOS)

Table-3.4 – Percobaan-1 Modul PV(Helios), Characteristic PV.

No Pengujian Irad

(irad)

Voc

(Volt)

Isc

(Ampere)

T

(degC)

Remarks

(1) Min ke-01 (08:45AM) 620 20,23 3,17 37,2

(2) Min Ke-10 (08:55AM) 637 19,96 3,23 41,0

(3) Min ke-20 (09:05AM) 713 19,87 3,55 42,6

(4) Min Ke-30 (09:15AM) 725 19,88 3,69 43,8

(5) Min ke-40 (09:25AM) 726 19,85 3,7 43,9


14/24



Table 3.5—Percobaa-2 Modul PV(Helios) Pengaruh Bayangan

No Pengujian Irad

(irad)

Voc

(Volt)

Isc

(Ampere)

T

(degC)

Remarks

(0) Non Shading 830 19,98 4,27 43,5

(1) Shading Total

Baris

740 19,15 0,10 41,2 Sebagai

simulasi bila

PV tertutup

dikotori oleh

dedaunan/saju

(2) Shading Total

Kolom

751 14,67 3,49 43,4 Sebagai

simulasi bila

PV tertutup

dikotori oleh

dedaunan/saju

(3) Shading Difuse

Baris ke-1

837 19,79 1,4 42 Sebagai

simulasi

Percobaan bilaPV tertutup

bayangan dari

benda yang

lebih tinggi

dari PV,

contoh: Pohon

atau bangunan

(4) Shading Difuse

Kolom

843 19,65 4,2 44,1 Sebagai

simulasi

Percobaan bila

PV tertutup

bayangan dari

benda yang

lebih tinggi

dari PV,

contoh: Pohon

atau bangunan

(5) Shading Difuse

Baris ke-2

840 19,81 1,9 44,3 Sebagai

simulasi

Percobaan bila


15/24



PV tertutup

bayangan dari

benda yang

lebih tinggi

dari PV,

contoh: Pohonatau bangunan

Table 3.6—Percobaa-3 Modul PV(Helios) Pengaruh Reflector

No Pengujian Irad

(irad)

Voc

(Volt)

Isc

(Ampere)

T

(degC)

Remarks

Reflected-1 1082 20,1 4,8 43,4

2. Percobaan Modul-2 (CEEG-SST)

Table-3.7 – Percobaan-1 Modul PV(CEEG-SST), Characteristic PV.

No Pengujian Irad

(irad)

Voc

(Volt)

Isc

(Ampere)

T

(degC)

Remarks

(1) Min ke-01 (08:50AM) 623 38.91 3.05 46.8

(2) Min Ke-10 (09:00AM) 666 38.92 3.33 47.6

(3) Min ke-20 (09:10AM) 700 38.88 3.54 49.2

(4) Min Ke-30 (09:20AM) 743 38.7 3.68 51.4

(5) Min ke-40 (09:30AM) 689 38.60 1.61 51.7


16/24



Table-3.8 – Percobaan-2 Modul PV(CEEG-SST) Pengaruh Bayangan

No Pengujian Irad

(irad)

Voc

(Volt)

Isc

(Ampere)

T

(degC)

Remarks

(1) Shading Total

Baris ke-1

806 38,8 0,36 48,6 Sebagai

simulasi bila

PV tertutup

dikotori oleh

dedaunan/saju

(2) Shading Total

Kolom (setengah bagian)

818 28,87 4,07 46,8 Sebagai

simulasi bila

PV tertutup

dikotori oleh

dedaunan/saju

(3) Shading Total

Baris ke-2

791 38,08 0 48,8 Sebagai

simulasi bila

PV tertutup

dikotori oleh

dedaunan/saju

(4) Shading Total

Baris ke-3

798 37,8 0,002 48,7 Sebagai

simulasi bila

PV tertutup

dikotori oleh

dedaunan/saju


17/24



(5) Tertutup Kotoran 820 39,02 4,12 52,02 Sebagai

simulasipercobaan bila

PV tertutup

daun

sebagaian

(6) Tertutup Kertas 832 39,07 4,11 53,8 Sebagai

simulasi

percobaan bila

PV tertutup

daun

sebagaian

(8) Difuse Baris 844 38,85 1,06 51,4 Sebagai

simulasi

Percobaan bilaPV tertutup

bayangan dari

benda yang

lebih tinggi

dari PV,

contoh: Pohon

atau bangunan


18/24



Table 3.6—Percobaa-3 Modul PV(Helios) Pengaruh Reflector

No Pengujian Irad

(irad)

Voc

(Volt)

Isc

(Ampere)

T

(degC)

Remarks

Reflected-1

(Tdk dilakukan)

- - - -

Karena besarnya panel tidak dapat dicakup semua oleh reflector, sehingga percobaan ini

pada modul CEEG-SST tidak dapat dilakukan.


19/24



IV. PENGOLAHAN DATA DAN ANALISA PERCOBAAN

a. Iradiance Data

Berdasarkan http://pveducation.org/pvcdrom/properties-of-sunlight/sun-position-

calculatorhttp://pveducation.org/pvcdrom/properties-of-sunlight/sun-position-calculator,

Posisi matahari saat pengujian berlangsung adalah :

Gambar 4.1 Prediksi posisi matahari berdasarkan tangal

Dan berdasarkan pada http://pvcdrom.pveducation.org/SUNLIGHT/SHCALC.HTM , dapat diprediksi

besarnya iradiance pada lokasi percobaan,

Gambar 4.2 Prediksi Iradiance level berdasarkan referensi

Dari alat ukur percobaan dapat diketahui bahwa nilai Iradiance saat percobaan ke tidak seuaian

dengan data yang ada pada website tersebut. Grafik dibawah merupakan grafik hasil pengukuran

iradiance dengan menggunakan pyranometer.

http://pveducation.org/pvcdrom/properties-of-sunlight/sun-position-calculatorhttp:/pveducation.org/pvcdrom/properties-of-sunlight/sun-position-calculatorhttp://pveducation.org/pvcdrom/properties-of-sunlight/sun-position-calculatorhttp:/pveducation.org/pvcdrom/properties-of-sunlight/sun-position-calculatorhttp://pveducation.org/pvcdrom/properties-of-sunlight/sun-position-calculatorhttp:/pveducation.org/pvcdrom/properties-of-sunlight/sun-position-calculatorhttp://pveducation.org/pvcdrom/properties-of-sunlight/sun-position-calculatorhttp:/pveducation.org/pvcdrom/properties-of-sunlight/sun-position-calculatorhttp://pvcdrom.pveducation.org/SUNLIGHT/SHCALC.HTMhttp:/pvcdrom.pveducation.org/SUNLIGHT/SHCALC.HTMhttp://pvcdrom.pveducation.org/SUNLIGHT/SHCALC.HTMhttp:/pvcdrom.pveducation.org/SUNLIGHT/SHCALC.HTMhttp://pvcdrom.pveducation.org/SUNLIGHT/SHCALC.HTMhttp:/pvcdrom.pveducation.org/SUNLIGHT/SHCALC.HTMhttp://pvcdrom.pveducation.org/SUNLIGHT/SHCALC.HTMhttp:/pvcdrom.pveducation.org/SUNLIGHT/SHCALC.HTMhttp://pveducation.org/pvcdrom/properties-of-sunlight/sun-position-calculatorhttp:/pveducation.org/pvcdrom/properties-of-sunlight/sun-position-calculatorhttp://pveducation.org/pvcdrom/properties-of-sunlight/sun-position-calculatorhttp:/pveducation.org/pvcdrom/properties-of-sunlight/sun-position-calculator


20/24



Gambar 4.3 Grafik Iradiance level

Ketidaksesuaian iradiance level ini sangat dipengaruhi oleh keadaan cuaca di tempatpengujian. Cuaca saat pengujian berlangsung adalah cerah sedikit berawan, sehingga radiasi

yang diterima oleh pyranometer tidak maksimal.

b. Output Power Photovoltaic terhadap Iradiance level.

Sesuai dengan teori yang ada, baik pada Modul Helous maupun Modul CEEG keduanya

mengalami peningkatan Power bila Iradiance meningkat.

Gambar 4.4 adalah grafik perbandingan iradiance dengan power yang dibangkitkan.

(a) Irad Vs %Power Modul Helious (b) Irad Vs %Power Modul CEEG

Gambar 4.4 Perbandingan pembangkitan Power ke 2 modul

Dari grafik tersebut diatas menunjukkan bahwa peningkatan iradiance dapat menaikkan

Power output grafik (a), hal ini selaras dengan teori yang telah didapat sesui dengan section

2. Namun pada grafik (b) terlihat bahwa output power pada modul CEEG berkurang drastis,

walaupun radiance yang didapat hamper sama dengan data ke (3) namun karena suhu yang

sudah tinggi 51,7oC, menyebabkan penurunan drastic pada arus. Hal ini disebabkan karena

conductor penghantarnya mengalami peningkatan suhu sehingga hambatan pada konduktor

menjadi lebih tinggi dari sebelumnya. Sehingga walaupun iradiance pada data ke (5) lebih

tinggi dari pada iradiance data ke (2) akan menghasilkan Output Power yang lebih rendah

dari data ke (2).

c. Pengaruh Warna Permukaan Photovoltaic

Seperti yang dijelaskan pada bagian IV.b, pengaruh suhu sangat tinggi terhadap keluaran

output yang ada. Sehingga penting untuk menjaga suhu pada modul PV.


21/24



Dari data suhu yang didapat, untuk modul 1 (Helious) dan modul 2 (CEEG), dapat terlihat

bahwa modul 2 lebih tinggi suhunya dibandingkan dengan modul 1.

Suhu yang tinggi ini selain disebabkan oleh modul 2 memiliki output yang besar , melainkan

juga disebabkan faktor lain, yakni warna permukaan modul.

(a) Bentuk Fisik Modul Helious (b) Bentuk Fisik Modul CEEG

Gambar 4.5 Bentuk Fisik dan warna dasar permukaan Modul

Warna yang gelap pada PV dapat menyebabkan penyerapan suhu yang tinggi pada modul,sehingga peninggkatan panas akan lebih tinggi. Sedangkan modul yang berwarna cerah akan

lebih memantulkan cahaya, dan panas tidak terlalu terserap.

Dari kedua hasil tersebut, dapat diketahui bahwa, pemilihan bentuk dan warna PV harus

menjadi bahan pertimbangan ketika menentukan solar PV modul apa yang baik untuk

dipasang.

d. Pengaruh Bayangan

Pada percobaan kedua terdapat 2 (dua) jenis percobaan, yakni:

1. Percobaan terhalang total.Percobaan ini mensimulasikan apabila PV modul tertutup oleh objek-objek penghalang.

Contohnya daun, salju, atau yang lainnya.

Ada 2 kali percobaan yang dilakukan, yaitu percobaan menutup PV sebaris, dan

menutup PV sekolom modul. Gambar 4.6

Dari hasil percobaan didapat bahwa, walaupun jumlah PV Cell yang ditutup lebih sedikit

pada percobaan penutupan 1 baris Cell (4 Unit PV Cell Modul Helious), menghasilkan

arus yang relative tidak ada ~ 0, (0,10 Ampere). Sedangkan pada percobaan penutupan

1 kolom, walaupun jumlah PV Cell yang ditutup pada kolom ini lebih banyak (9 PV Cell)

namun arus yang keluar masih relative besar (3,49 Ampere).

Begitupun juga dengan Modul ke 2 (CEEG), penutupan baris praktis mengakibatkan arus

menjadi 0 (walaupun jumlah PV Cell yang ditutup jauh lebih sedikit dibandingkandengan penutupan kolom).


22/24



(a) Sebaris (b) Sekolom

Gambar 4.6 Penutupan total PV

Hal diatas disebabkan rangkaian PV Cell dihubungkan secara series seperti gambar

dibawah :

Gambar 4.7 Rangkain Diode By Pass

Penutupan secara baris, akan membuka rangkaian PV menjadi sircuit terbuka sedangkan

penutupan secara kolom tetap dapat mengalirkan arus listrik karena rangkain seri dari

PV tidak terputus.

Dari hasil tersebut, didapat bahwa pemasangan PV harus dipertimbangkan, dengan

kemiringan PV tetentu (tilt angle), maka besar kemungkinan Salju (subtropics) ataudedaunan (darah trofis) menjadi penghalang dari PV, walaupun hanya tertutup sedikit,

hal tersebut dapat mempengaruhi kinerja PV.


23/24



2. Percobaan terhalang bayangan (difuse)

Pada percobaan bayangan dilakukan penghalang, hal ini untuk mensimulasikan adanya

penghalan benda tinggi, seperti gedung ataupun pohon,

Dari hasil percobaan didapat, penghalangan bayangan untuk (baris) sama seperti

penghalang total, sangat berpengaruh besar. Ketimbang penghalangan secara kolom.

Dengan adanya diode bypass, penghalang difuse dapat ditanggulangi.

Yang perlu dipertimbangkan dalam pemilihan lokasi Letak solar PV modul adalah adanya

penghalang difuse yang mungkin saja disebbkan dari object yang sebelumnya tidak ada

(contoh gedung baru, atau pohon yang sudah tinggi). Sehingga pemilihan lokasi PV

harus sangat direncanakan dengan tepat.

e. Pengaruh Reflector

Percobaan yang terakhir adalah percobaan peningkatan kemampuan PV dengan bantuan

reflector sebagai pemusat radiasi matahari.

Dari hasil percobaan ini dapat diketahui bahwa peran reflector sebagai pemusat radiasi

matahari dapat meningkatkan iradiance dengan pesat. Sehingga daya output yang

dikeluarkan akan semakin tinggi.

Namun pertimbangan yang harus dilakukan adalah dengan meningkatkan iradiance lavel

dengan pemfokusan dapat menyebabkan over rating dari PV module sehingga

dikhawatirkan umur/life time dari modul PV akan berkurang.

V. KESIMPULAN

1. Photovoltaic merupakan sumber Energi Baru dan Terbaharukan yang dapat menghasilkan

arus listrik dengan daya yang cukup besar. 2. Iradiance mempengaruhi output I, Voc dan Power

3. Suhu modul akan mengurangi secara drastis power dari PV

4. Kondisi Cuaca dapat mempengaruhi iradiance yang ditangkap oleh PV.

5. Pengaruh disain dari PV, dalam hal ini warna permukaan dapat berpotensi menyebabkan

kenaikan suhu yang lebih tinggi.

6. Bayangan / Shading dapat mempengaruhi output PV, diperlukan Diode Bias agar penurunan

keluaran daya karena shading dapat diminimalizir.

7. Pengaturan pemasangan PV dapat mempengaruhi keluaran Daya.

8. Reflector dapat meningkatkan Iradiance PV sehingga daya keluaran pun meningkat.


24/24


VI. REFERENSI

1. http://www.pveducation.org/

2. Performa sel surya…, Wulandari Handini, FT UI, 2008

3. Perbandingan Ekonomikal Antara PLN dengan PV Hybrid Diesel , Andrias Widya Atmoko
http://www.pveducation.org/http://www.pveducation.org/http://www.pveducation.org/

laporan pengujian pv

Documents