+ All documents
Home > Documents > laporan akhir - Repository Universitas Jember

laporan akhir - Repository Universitas Jember

Date post: 08-Jan-2023
Category:
Upload: khangminh22
View: 0 times
Download: 0 times
Share this document with a friend
35
LAPORAN AKHIR IPTEKS BAGI MASYRAKAT (I b M) I b M DALAM PEMBUATAN PANEL SURYA UNTUK PENGGUNAAN RUMAH TANGGA PADA KELOMPOK KARANG TARUNA di Desa Rejoagung dan Desa Sumbergading Kecamatan SumberWringin-Kabupaten Bondowoso Oleh : Tanti Haryati, SSi, MSi NIDN 0029108001 Tri Mulyono, SSi, MSi NIDN 0002106809 Asnawati, SSi, MSi NIDN 0014086809 JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS JEMBER Desember, 2015
Transcript

LAPORAN AKHIR

IPTEKS BAGI MASYRAKAT (IbM)

IbM DALAM PEMBUATAN PANEL SURYA UNTUK

PENGGUNAAN RUMAH TANGGA PADA

KELOMPOK KARANG TARUNA

di Desa Rejoagung dan Desa Sumbergading

Kecamatan SumberWringin-Kabupaten Bondowoso

Oleh :

Tanti Haryati, SSi, MSi NIDN 0029108001

Tri Mulyono, SSi, MSi NIDN 0002106809

Asnawati, SSi, MSi NIDN 0014086809

JURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS JEMBER

Desember, 2015

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN SAMPUL i

HALAMAN PENGESAHAN ii

DAFTAR ISI iii

RINGKASAN iv

BAB 1. PENDAHULUAN 1

BAB 2. TARGET DAN LUARAN 2

BAB 3. METODE PELAKSANAAN 3

BAB 4. KELAYAKAN PERGURUAN TINGGI 5

BAB 5. HASIL YANG DICAPAI

BAB 6. RENCANA TAHAPAN BERIKUTNYA

BAB 7. KESIMPULAN DAN SARAN

6

9

9

DAFTAR PUSTAKA 10

LAMPIRAN-LAMPIRAN 11

RINGKASAN

IbM dalam pembuatan panel surya untuk kegunaan rumah tangga bertujuan

memberikan penyelesaian alternatif terhadap permasalahan yang terjadi di desa

Rejoagung dan Sumbergading dimana fasilitas listrik PLN kurang baik atau sering mati,

terdapat sebagian kecil masyarakat belum mendapatkan fasilitas listrik. Kedua

permasalahan tersebut dihubungkan dengan fakta bahwa pemberdayaan kelompok

karang taruna di kedua desa tersebut terutama pada kelompok usia produktif belum

maksimal menjadikan sebuah solusi yang baik dengan memberikan penyuluhan dan

pelatihan pembuatan panel surya untuk kegunaan rumah tangga. Dengan memberikan

pelatihan pada kelompok karang taruna sebagai kader diharapkan akan terjadi transfer

ilmu pengetahuan dan teknologi kepada masyarakat yang membutuhkan teknologi panel

surya ini. Target khusus dari pelatihan ini adalah menghasilkan 2 produk panel surya

untuk dua kelompok karang taruna. Sebagai model untuk transfer ipteks kepada

masyarakat yang membutuhkan.

Metode pendekatan yang ditawarkan kepada kelompok karang taruna desa

Rejoagung dan Sumbergading kecamatan Sumberwringin kabupaten Bondowoso adalah

memberikan pendidikan dan pelatihan penerapan ilmu dan teknologi dalam pembuatan

panel surya. Disini akan dikenalkan komponen-komponen dan alat pembuatan panel

surya serta bagaimana cara merakit panel surya dan dihubungkan dengan komponen-

komponen lainnya serta penggunaanya ketika dipakai dirumah sampai menghasilkan

energi listrik. Rencana kegiatan yang dilakukan untuk mengatasi permasalahan ini

adalah pertama pembuatan diktat materi pelatihan dan penyebaran undangan pelatihan,

kedua memberikan penyuluhan tentang penerapan ilmu pengetahuan dan teknologi

panel surya yang akan dilakukan, ketiga memberikan penyuluhan tentang pembuatan

panel surya dalam skala rumah tangga, keempat adaptasi peralatan yang digunakan

dalam pembuatan panel surya, kelima pelatihan (praktek) pembuatan panel surya dan

keenam adalah pelatihan (praktek) perakitan panel surya dalam rumah sampai

menghasilkan arus.

Penyuluhan dan pelatihan berjalan dengan baik. Peserta antusias mengikuti

kegiatan, hal ini disebabkan latar belakang pendidikan yang cukup baik. Untuk aplikasi

penggunaan pembangkit listrik tenaga surya skala rumah tangga kemungkinan kecil

diaplikasikan mengingat di kedua desa sebagian besar menggunakan fasilitas PLN.

Sedangkan, peran peserta sebagai kader untuk menyebarluaskan teknologi sel surya ini

kemungkinan besar bias dilaksanakan mengingat Kabupaten Bondowoso merupakan

daerah tertinggal yang memerlukan percepatan pembangunan.

BAB 1. PENDAHULUAN

A. Analisis Situasi

Desa Rejoagung dan Sumbergading merupakan desa yang terletak di Kecamatan

Sumberwringin Kabupaten Bondowoso. Secara umum, dari segi pembangunan yang

terjadi di kedua desa tersebut, dari tahun ke tahun mengalami banyak peningkatan baik

di bidang ekonomi, sosial maupun lingkungan. Desa-desa masih banyak didominasi

oleh jalan-jalan tanah yang selalu bermasalah saat musim hujan. Gedung dan rumah-

rumah sederhana, serta fasilitas sangat terbatas. Demikian pula dari segi ekonomi,

pendapatan rata-rata masih cukup rendah dengan SDM yang juga pas-pasan. Lambat

laun melalui kerja keras dari seluruh pihak dan tekad masyarakat yang mendambakan

perbaikan kualitas hidup, maka saat ini hasil pembangunan di berbagai bidang sudah

dapat dirasakan dampak positifnya. Pada umumnya mata pencaharian penduduk desa

Rejoagung dan Sumbergading adalah buruh tani, petani, peternak, pedagang,

wiraswasta dan masih banyak penduduk yang belum memperoleh kesempatan bekerja.

Dari data kependudukan pada kedua desa tersebut memiliki trend yang sama yaitu

jumlah usia produktif lebih banyak dibanding dengan usia anak-anak dan lansia. Jumlah

penduduk yang berada pada kategori usia produktif, 40-50 % diantaranya adalah wanita.

Untuk mengkoordinasi kategori usia produktif tersebut terdapat organisasi desa yaitu

karang taruna. Kegiatan karang taruna ini lebih banyak pada bidang olahraga dengan

membentuk klub bola voli dan sepakbola. Peluang untuk pemberdayaan dalam bidang

lainnya sangatlah luas, terutama kategori usia produksi yang belum memiliki pekerjaan.

Ketersediaan fasilitas umum untuk kegiatan ekonomi dan sosial sudah tercukupi

misalnya tempat ibadah, sekolah, fasilitas kesehatan dan perdagangan. Untuk fasilitas

penerangan listrik juga sebagian besar telah tercukupi, hanya saja permasalahan yang

dihadapi kedua desa tersebut adalah sering padamnya aliran listrik. Apalagi ketika

musim hujan berlangsung, karena kedua desa tersebut terletak didaerah dataran tinggi

dengan curah hujan yang cukup tinggi. Dengan permasalahan penerangan listrik ini

menyebabkan terganggunya segala aspek kegiatan yang ada didesa tersebut.

B. Permasalahan Mitra

Permasalahan pada kedua desa adalah pemberdayaan kelompok karang taruna

yangg belum maksimal, terutama kategori usia produktif yang belum bekerja.

Permasalahan berikutnya adalah fasilitas penerangan listrik yang sering terganggu.

Terdapat sebagian kecil masyarakat yang juga belum mendapatkan fasilitas listrik

dikarenakan bertempat tinggal didaerah terpencil dan disebabkan tingkat pendapatan

rendah.

Dari kedua permasalahan tersebut terdapat peluang untuk mengadakan pelatihan

pembuatan pembangkit listrik tenaga surya (PLTS) untuk kegunaan rumah tangga.untuk

masing-masing kelompok karang taruna kedua desa tersebut. Ada beberapa alasan yang

masuk skala prioritas perlunya PLTS yaitu yang pertama dimana akses PLN kurang

baik (listrik PLN sering mati). Kedua, bagaimana jika akses PLNnya sudah baik?

Tentunya, untuk biaya jangka pendek, penggunaan PLN masih lebih murah sehingga

jika kalkulasi biaya sebagai tujuan untuk mendapatkan yang lebih "murah", nampaknya

PLTS masih belum dapat menjadi solusi karena PLTS masih bersifat investasi dimana

membeli listrik beberapa tahun ke depan untuk dikonsumsi saat ini.

Mayoritas listrik yang digunakan di Indonesia berasal dari pembangkit listrik

dengan bahan baku batubara. Masalahnya, dari proses ini dikeluarkan banyak emisi

karbon yang merupakan sumber terbesar penyebab terjadinya pemanasan global (global

warming). Sementara, permintaan kita untuk listrik makin hari makin besar. Coba lihat

berapa alat di rumah kita yang tidak bisa berjalan tanpa listrik, dari lampu, telepon

genggam, TV, hingga AC dan kulkas. Belum lagi penggunaan listrik yang boros.

Akibatnya, pembangkit listrik kita tidak mampu lagi untuk memberikan listrik sebesar

permintaannya. Makanya pemadaman makin sering terjadi. Di sisi lain, kita kan tinggal

di negara yang kaya akan cahaya matahari yang dibuktikan secara geografis letak

Indonesia di Garis Khatulistiwa sekaligus sebagai Negara Tropis. Kenapa gak kita

maksimalkan saja penggunaan cahaya matahari yang diberikan gratis oleh Tuhan?

Terdapat beberapa keuntungan menggunakan listrik menggunakan panel surya

yaitu pertama mengurangi biaya listrik jangka panjang (kita menggunakan listrik

seumur hidup), kedua mengurangi ketergantungan pada listrik dari batubara (efek emisi

karbon akan turun), ketiga menghindari dampak pemadaman saat harus mengejar target

dalam segala bidang dan keempat turut mengurangi pemanasan global karena sistem

solarpanel menghasilkan energi yang ramah lingkungan yang tidak menyebabkan

polusi.

BAB 2. TARGET DAN LUARAN

Target dan luaran yang diharapkan dari kegiatan pelatihan pada kelompok

karang taruna untuk pembuatan panel surya untuk rumah tangga ini adalah :

1. Peserta dapat menerapkan ilmu pengetahuan dan teknologi sel surya dalam skala

rumah tangga

2. Peserta dapat membuat panel surya

3. Peserta memiliki peluang untuk berwirausaha setelah mengaplikasikan teknologi

panel surya dalam skala rumah tangga sebagai modal awalnya.

4. Peserta bertindak sebagai kader untuk menyebarluaskan gagasan pembuatan

panel surya terutama untuk penduduk yang belum mendapatkan fasilitas listrik

dari PLN.

BAB 3. METODE PELAKSANAAN

Dari kedua permasalahan tersebut terdapat peluang untuk mengadakan pelatihan

pembuatan pembangkit listrik tenaga surya (PLTS) untuk kegunaan rumah tangga.untuk

masing-masing kelompok karang taruna kedua desa tersebut. Pembangkit listrik tenaga

surya adalah ramah lingkungan, dan sangat menjanjikan. Sebagai salah satu alternatif

untuk menggantikan pembangkit listrik menggunakan uap (dengan minyak dan

batubara). Sistem energi pembangkti tenaga surya, mengurangi ketergantungan dunia

akan bahan bakar fosil, bayangkan energi gratis dan terus-menerus yang bersumber dari

bumi kita disediakan untuk kebutuhan energi dan dapat dihandalkan mengurangi

pengeluaran daya, dimana terus menjadi beban dalam kehidupan rumah tangga dan

keuntungan dalam berwirausaha.

Metode pendekatan yang ditawarkan kepada kelompok karang taruna desa

Rejoagung dan Sumbergading kecamatan Sumberwringin kabupaten Bondowoso adalah

memberikan pendidikan dan pelatihan penerapan ilmu dan teknologi dalam pembuatan

panel surya. Disini akan dikenalkan komponen-komponen dan alat pembuatan panel

surya serta bagaimana cara merakit panel surya dan dihubungkan dengan komponen-

komponen lainnya serta penggunaanya ketika dipakai dirumah sampai menghasilkan

energi listrik.

Prosedur kerja untuk mendukung metode tersebut adalah panel surya yang

digunakan bukan berasal dari rakitan pabrik, namun sel-sel surya dirangkai sendiri

sehingga menjadi suatu panel surya. Setiap sel surya disusun secara seri untuk

mendapatkan output tegangan yang maksimal. 1 panel surya membutuhkan kurang lebih

36 sel surya yang dirangkai secara seri.

Dalam aplikasinya pada suatu rumah, diperlukan beberapa panel surya untuk

menghasilkan daya yang cukup seperti pada gambar 1.1 (lampiran 2). Beberapa panel

surya dirangkai secara seri (1 baris panel dirangkai seri) dan output dari setiap baris

dirangkai paralel. Output dari kesatuan panel surya adalah arus searah (DC) yang

nantinya akan diubah menjadi arus bolak balik (AC) untuk keperluan alat-alat listrik

pada rumah tangga.

Merangkai suatu panel surya untuk penggunaan rumah tangga memerlukan

beberapa perangkat tambahan berikut:

1. charge controller

2. baterai atau accumulator

3. inverter DC/AC

Beberapa perangkat diatas disusun seperti pada Gambar 1.1 (lampiran 2). Arus

DC dari panel surya akan mengalir menuju charge controller. Pada charge controller

arus atau muatan dapat dikontrol untuk mengalir menuju baterai (pengisian muatan

baterai) ataupun langsung menunu inverter DC/AC untuk langsung digunakan. Baterai

yang digunakan berupa sel sekunder seperti baterai litium ataupun accumulator.

Beberapa baterai dibutuhkan untuk mengisi muatan lebih banyak. Baterai-baterai yang

digunakan disusun secara seri seperti pada. Energi listrik yang tersimpan dalam baterai

kemudian dialirkan menuju inverter DC/AC. Pada inverter DC/AC, arus DC yang

dihasilkan baterai akan diubah menjadi arus AC sehingga dapat digunakan untuk alat-

alat listrik rumah tangga seperti: lampu, televisi, refigerator, charger alat elektronik,

dan sebagainya. Penggunaan baterai sebagai sumber arus DC pada inverter biasa

digunakan pada malam hari. Inverter juga dapat menerima arus DC langsung dari panel

surya untuk penggunaan siang hari.

Rencana kegiatan yang dilakukan untuk mengatasi permasalahan ini adalah

sebagai berikut :

1. Pembuatan diktat materi pelatihan dan penyebaran undangan pelatihan

2. Memberikan penyuluhan tentang penerapan ilmu pengetahuan dan teknologi

panel surya yang akan dilakukan.

3. Memberikan penyuluhan tentang pembuatan panel surya dalam skala rumah

tangga

4. Adaptasi peralatan yang digunakan dalam pembuatan panel surya

5. Pelatihan (praktek) pembuatan panel surya

6. Pelatihan (praktek) perakitan panel surya dalam rumah sampai menghasilkan

tegangan

Pengusul akan melakukan penyuluhan dan pelatihan di tempat kelompok

masing-masing. Setiap kelompok karang taruna akan diwakili oleh 5-10 orang sehingga

pelatihan berjalan lebih maksimal. Peserta lain diharapkan ikut menghadiri acara

penyuluhan, berpartisipasi aktif dalam adaptasi peralatan panel surya. Luaran yang

diharapkan dari kegiatan ini adalah produk panel surya untuk dua kelompok karang

taruna masing-masing sebanyak 2 buah panel surya untuk penggunaan 2 rumah.

BAB 4. KELAYAKAN PERGURUAN TINGGI

Ketua tim pelaksana merupakan dosen Jurusan Kimia-FMIPA yang telah

melaksanakan sistem pengajaran di tingkat perguruan tinggi dengan kelompok bidang

ilmu anorganik. Ketua tim pelaksana mulai terlibat aktif dalam penelitian dan

pengabdian mulai tahun 2005. Kegiatan pengabdian tersebut melibat siswa-siswi

sekolah dan masyarakat umum. Biasanya pengabdian tersebut dilakukan berkelompok,

baik dengan sesama jurusan kimia ataupun dengan jurusan lain. Materi dari pengabdian

dapat berhubungan langsung dengan kimia ataupun pengembangan Ipteks yang dapat

diterapkan di masyarakat. Sehubungan dengan pengabdian yang akan dilakukan

sekarang yaitu pembuatan panel surya, ketua tim pelaksana pernah melakukan

penelitian pembuatan “Dye Sensitized Solar Cells (DSSC) berbasis pewarna alami dari

ekstrak kol merah”. Sel surya ini merupakan sel surya generasi ketiga yang efisiensinya

11 % lebih rendah dari generasi pertama yang masih dalam taraf penelitian. Pengabdian

yang dilaksanakan sekarang adalah memanfaatkan sel surya generasi pertama berbasis

silikon yang sudah diproduksi dalam skala industri.

Anggota tim pelaksana merupakan dosen Jurusan Kimia-FMIPA dalam bidang

kimia fisik dan kimia analitik. Anggota peneliti bidang kimia fisik mempunyai keahlian

di bidang instrumen sesuai dengan kebutuhan dalam pengabdian yang dilakukan yaitu

merangkai panel surya. Sedangkan anggota peneliti bidang kimia analitik mempunyai

keahlian menganalisis efiisensi energi cahaya menjadi energy listrik.

BAB 5. HASIL YANG DICAPAI

5.1 Observasi

Observasi yang telah dilakukan adalah bertemu dengan ketua karang taruna dari

kedua desa untuk membicarakan kapan sebaiknya acara penyuluhan dan pelatihan. Dari

hasil pertemuan tersebut dicapai kesepakatan mulai minggu ke-2 bulan September.

Tempat penyuluhan dan pelatihan untuk desa Rejoagung menggunakan fasilitas sekolah

PAUD, sedangkan desa Sumbergading menggunakan fasilitas musholla.

5.2. Pembuatan Modul Materi Pelatihan dan Penyebaran Undangan Pelatihan

Modul materi pelatihan terdiri dari dua bagian yaitu teori mengenai sel surya dan

cara-cara pembuatan panel surya untuk keperluan rumah tangga. Berikut isi modul

pelatihan pembuatan panel surya (Lampiran 1)

5.3 Pembuatan kuisoner untuk Peserta Penyuluhan dan Pelatihan

Pembuatan kuisoner ini dilakukan sebelum penyuluhan dan pelatihan.

Tujuannya adalah untuk mengetahui respon para peserta sehingga bisa dijadikan acuan

keberhasilan penyuluhan dan pelatihan yang dilakukan (lampiran 2)

5.4 Ujicoba Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)

Ujicoba PLTS ini dilakukan untuk mengetahui kemampuan panel surya yang

telah kami beli. Adapun tahap-tahap kegiatan yang kami lakukan. Pertama,

menghubungkan panel surya 100 Wattpeak (Wp) dengan converter dan lampu LED DC

5 watt. Lampu menyala membuktikan panel surya kami bekerja dengan baik. Kedua,

pengisian aki dengan kapasitas 12 V-100 AH. Dengan 1 panel surya kapastitas 100 Wp

penyinaran matahari selama sehari penuh sekitar 10 jam mampu dipakai untuk

menyalakan TV 80 watt selama 1 jam penuh dan lampu sorot AC 150 Watt selama 5

jam. Uji coba untuk peralatan rumah tangga selain TV adalah dengan laptop dan kipas

angin. (Lampiran 3)

5.5. Penyuluhan atau Pendidikan mengenai Panel Surya

Penyuluhan mengenai apakah sebenarnya panel surya itu dilakukan oleh ketua

peneliti di kedua desa dibantu oleh 1 orang mahasiswa sebagai pembawa acara dan

moderator (Lampiran 4). Dari hasil quisoner peserta penyuluhan mempunyai riwayat

pendidikan SMP, SMA, mahasiswa dan status bekerja. Untuk Desa Rejoagung sekitar

56% sudah pernah mendengar teknologi sel surya, sedangkan desa Sumbergading

sekitar 69%. Dari data tersebut menunjukkan bahwa pengetahuan para anggota karang

taruna sudah mencukupi mengingat latar belakang pendidikannya. Penyuluhan berjalan

dengan baik dan lancar ditunjukkan dari respon peserta dari berbagai macam pertanyaan

yang diajukan.

5.6 Pelatihan Perakitan Panel Surya

Pelatihan perakitan panel surya ini dilakukan anggota peneliti dibantu oleh 2

orang mahasiswa (lampiran 5). Pelatihan dimulai dari menjelaskan komponen-

komponen panel surya, proses perakitan dan demo. Para peserta dari kedua desa sangat

antusias memperhatikan dan disertai dengan pertanyaan-pertanyaan yang diajukan.

Proses perakitan sampai menghasilkan lampu menyala.

5.7 Pemasangan Panel Surya

Pemasangan panel surya untuk desa Rejoagung dilakukan dirumah penduduk

yang tidak memiliki fasilitas PLN, sedangkan untuk desa Sumbergading di Mesjid desa.

Pemilihan tempat pemasangan ini setelah dilakukan diskusi dengan kepala desa atau

perangkat desa. (lampiran 6)

5.8 Hasil Kuisoner

Hasil Kuisoner untuk desa Rejoagung adalah sebagai berikut :

- (64%) menjawab fasilitas listrik sudah baik, 33% kadang-kadang mati, 3%

menjawab sering mati

- Sebelum penyuluhan , Sekitar 56% menjawab sudah pernah mendengar sel surya

dan 42% nya belum

- Setelah penyuluhan 46% mengerti dengan teknologi sel surya , 42% agak mengerti

dan dan 12% tidak mengerti

- 48% tertarik dengan teknologi sel surya, 49% agak tertarik dan 3% tidak tertarik.

- 88% mau menyebarkan informasi esl surya dan 12% yang tidak mau.

- 100% koresponden menyatakan bahwa pelatihan ini sangat bermanfaat.

0.00

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

Fasilitas PLN didesa

Pengetahuansolar sel sebelum

penyuluhan

Pemahamansetelah

penyuluhan danpelatihan

Ketertarikandengan teknologi

panel surya

Kamauanmenyebarkanteknologi ke

orang lain

Kemanfaatanpenyuluhan dan

pelatihan

Pro

sen

tase

(%

)

Jawaban Pertanyaan

Desa Rejo Agung

0.00

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

Fasilitas PLN didesa

Pengetahuansolar selsebelum

penyuluhan

Pemahamansetelah

penyuluhan danpelatihan

Ketertarikandengan

teknologi panelsurya

Kamauanmenyebarkanteknologi ke

orang lain

Kemanfaatanpenyuluhan dan

pelatihan

Pro

sen

tase

(%

)

Jawaban Pertanyaan

Desa Sumber Gading

Hasil Kuisoner untuk desa Sumbergading adalah sebagai berikut :

- Sebagian besar (97%) menjawab listrik kadang-kadang mati, 3% menjawab sering

mati

- Sebelum penyuluhan , Sekitar 69% menjawab sudah pernah mendengar sel surya dan

31% nya belum

- Setelah penyuluhan 41% mengerti dengan teknologi sel surya , 56% agak mengerti

dan dan 3% tidak mengerti

- 41% tertarik dengan teknologi sel surya, 55% agak tertarik dan 4% tidak tertarik.

- 97% mau menyebarkan informasi sel surya dan 3% yang tidak mau.

- 100% koresponden menyatakan bahwa pelatihan ini sangat bermanfaat.

BAB 6. RENCANA TAHAP SELANJUTNYA

Rencana tahap selanjutnya adalah mengajukan ipteks bagi wilayah bekerja

dengan pemerintah kebupaten bondowoso untuk pendidikan, pelatihan dan pemasangan

panel surya didaerah belum ada listrik yaitu daerah disekitar gunung Raung yaitu daerah

Cipanas dan daerah menuju gunung Ijen seperti desa Sukosawah dan desa Kluncing.

BAB 7. KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

Secara umum penyuluhan dan pelatihan berjalan baik. Untuk aplikasi langsung

oleh peserta kemungkinan kecil sedangkan untuk sebagai kader penyebarluasan

teknologi sel surya kemungkinan besar berhasil mengingat kabupaten Bondowoso

sebagai daerah tertinggal memerlukan solusi secepatnya untuk percepatan pembangunan

Saran

Ipteks bagi masyarakat selanjutnya dikembangkan menjadi ipteks bagi wilayah

mengingat ada beberapa desa di wilayah Bondowoso yang belum mendapatkan fasilitas

PLN.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 2009, Bagaimana Bikin Listrik di rumah Pakai Solar Panel,

http://www.greenlifestyle.or.id/tips/detail/bagaimana_bikin_listrik_di_rumah_pakai_sol

ar_panel

http://bondowosokab.go.id/instansi/kecamatan/kecamatan-sumber-wringin

Rachmat Adi Wibowo, 2007, Pembuatan Sel Silikon Sang Primadona,

http://energisurya.wordpress.com/2007/11/20/sel-surya-silikon-sang-primadona/

Rachmat Adi Wibowo, 2008, Membuat Sel Surya Sendiri? Bagian 2 : Proses

Pembuatan Sel Surya, http://energisurya.wordpress.com/2008/10/10/membuat-sel-

surya-sendiri-bagian-2-proses-pembuatan-sel-surya/

Sunarto, 2012, Profil Desa dan Kelurahan Sumbergading Kecamatan Sumberwringin,

http://www.prodeskel-pmd.co.cc

Saeni, 2012, Profil Desa dan Kelurahan Rejoagung Kecamatan Sumberwringin

http://www.prodeskel-pmd.co.cc

Lampiran 1

MODUL

PEMBUATAN PANEL SURYA UNTUK PENGGUNAAN RUMAH

TANGGA

Oleh :

Tanti Haryati, SSi, MSi NIDN 0029108001

Tri Mulyono, SSi, MSi NIDN 0002106809

Asnawati, SSi, MSi NIDN 0014086809

JURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS JEMBER

2015

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Allah Swt, karena dengan limpahan rahmad

dan hidayahnyalah kami dapat meyelesaikan Modul pengabdian kepada masyarakat ini

dengan baik. Modul ini berjudul “Pembuatan Panel Surya untuk Penggunaan Rumah

Tangga”. Pada kesempatan ini kami ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang

sebesar-besarnya kepada:

1. Kementerian Riset, Teknologi, dan Pendidikan Tinggi

2. Ketua Lembaga Pengabdian Masyarakat Universitas Jember

3. Dekan FMIPA Universitas Jember

4. Ketua Jurusan Kimia Universitas Jember

5. Semua Pihak yang telah membantu terlaksananya pembuatan modul ini.

Modul ini merupakan bagian dari pelaksanaan IbM dengan judul ” IbM dalam

Pembuatan Panel Surya untuk Penggunaan Rumah Tangga pada Kelompok Karang

Taruna (Desa Rejoagung Dan Desa Sumbergading Kecamatan Sumberwringin-

Kabupaten Bondowoso)

Apabila modull ini masih banyak terdapat kesalahan-kesalahan, kami selalu

mengharapkan kritik dan saran yang membangun.

Akhirnya, semoga pembuatan modul ini bermanfaat bagi kita semua. Amin.

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN SAMPUL i

KATA PENGANTAR ii

DAFTAR ISI iii

BAB 1. TEKNOLOGI SEL SURYA 1

BAB 2. PETUNJUK PEMBUATAN SEL SURYA UNTUK RUMAH

TANGGA

5

DAFTAR PUSTAKA 7

BAB 1. TEKNOLOGI SEL SURYA

Matahari adalah salah satu komponen utama penggerak kehidupan. Rasanya

sulit membayangkan kelangsungan hidup makhluk hidup tanpa adanya matahari. Siklus

alam seperti angin, air, dan juga siklus dalam tumbuhan yaitu fotosintesis, kesemuanya

melibatkan peran matahari, baik akibat dari posisi matahari terhadap bumi, maupun

akibat radiasi cahaya yang sampai ke bumi. Studi juga menunjukkan bahwa energi

matahari yang sampai kebumi dalam satu jam sudah cukup untuk memenuhi kebutuhan

energi seluruh manusia dipermukaan bumi dalam satu tahun! Alasan yang cukup untuk

memacu pemaksimalkan energi matahari sebagai energi terbarukan terutama dengan

pengkonversian menjadi listrik oleh divais sel/panel surya.

Masalah keekonomian, memang perlu hitung-hitungan apakah panel surya ini

bisa dibilang lebih irit dari listrik PLN atau tidak. Yang jelas investasi awal memang

besar, namun setelahnya tidak memerlukan biaya operasional. Kita hanya perlu

melakukan perawatan saja terutama untuk aki sebagai penyimpan energi listrik.

Gambar 1.1 Skema pembangkit listrik tenaga surya untuk rumah tangga

Untuk membuat panel surya setidaknya harus ada empat komponen utama seperti pada

Gambar 1 yaitu:

1. Panel surya

2. Solar charge controller

3. Aki

4. Inverter DC ke AC

1. Panel Surya

Panel surya adalah alat yang digunakan untuk mengubah sinar matahari menjadi

listrik. Dalam sinar matahari terkandung energi dalam bentuk foton. Ketika foton ini

mengenai permukaan sel surya, elektron-elektronnya akan tereksitasi dan menimbulkan

aliran listrik. Prinsip ini dikenal sebagai prinsip fotoelektrik. Sel surya dapat tereksitasi

karena terbuat dari material semikonduktor yang mengandung unsur silikon. Silikon ini

terdiri atas dua jenis lapisan sensitif: lapisan negatif (tipe-n) dan lapisan positif (tipe-p).

Terdapat setidaknya dua jenis panel surya yaitu polikristalin dan monokristalin.

Panel surya monokristalin merupakan panel yang paling efisien yang dihasilkan dengan

teknologi terkini dan menghasilkan daya listrik per satuan luas yang paling tinggi.

Monokristal dirancang untuk penggunaan yang memerlukan konsumsi listrik besar pada

tempat-tempat yang beriklim tropis. Kelemahan dari panel jenis ini adalah tidak akan

berfungsi baik di tempat yang cahaya mataharinya kurang (teduh), efisiensinya akan

turun drastis dalam cuaca berawan.

Panel surya polikristalin merupakan panel surya yang memiliki susunan kristal

acak karena difabrikasi dengan proses pengecoran. Tipe ini memerlukan luas

permukaan yang lebih besar dibandingkan dengan jenis monokristalin untuk

menghasilkan daya listrik yang sama. Panel surya jenis ini memiliki efisiensi lebih

rendah dibandingkan tipe monokristalin, sehingga memiliki harga yang cenderung lebih

rendah. Keunggulan tipe polikristalin adalah panel surya masih dapat mengkonversi

energi yang lebih tinggi pada cuaca yang berawan jika dibandingkan dengan tipe

monokristalin.

2. Solar Charge Controller

Solar controller adalah alat yang digunakan untuk mengontrol proses pengisian

muatan listrik dari panel surya ke aki dan juga pengosongan muatan listrik dari aki ke

beban seperti lampu, inverter, TV, dll. Terdapat setidaknya dua jenis solar controller

yaitu yang menggunakan teknologi PWM (pulse width modulation) dan MPPT

(maximum power point tracking). Solar controller PWM akan melakukan pengisian

muatan listrik ke aki dengan arus yang besar ketika aki kosong, dan kemudian arus

pengisian diturunkan secara bertahap ketika aki semakin penuh. Teknologi ini

memungkinkan aki akan terisi dalam kondisi yang benar-benar penuh tanpa

menimbulkan ‘stress’ pada aki. Ketika aki penuh solar controller ini akan menjaga aki

tetap penuh dengan tegangan float tertentu.

Untuk membuat rangkaian pembangkit listrik tenaga surya bisa bekerja, maka

tegangan output dari panel surya harus lebih besar daripada tegangan aki yang akan diisi

muatan listrik. Apabila tegangan output panel surya sama atau bahkan malah kurang

dari tegangan aki, maka proses pengisian muatan listrik ke aki tidak akan terjadi.

Umumnya panel surya dapat mempunyai tegangan output sekitar 18 volt, masuk ke

solar controller yang mempunyai tegangan output antara 14,2 – 14,5 volt untuk

pengisian aki 12 volt. Dengan demikian akan terdapat kelebihan tegangan sekitar (18 –

14,5 = 3,5) volt. Pada solar controller dengan teknologi MPPT, kelebihan tegangan ini

akan dikonversikan ke penambahan arus pengisian aki, sehingga teknologi ini

mempunyai efisiensi yang lebih tinggi daripada PWM.

3. Aki

Aki adalah media penyimpan muatan listrik. Secara garis besar aki dibedakan

berdasarkan aplikasi dan konstruksi. Berdasarkan aplikasi maka aki dibedakan untuk

engine starter (otomotif) dan deep cycle. Aki otomotif umumnya dibuat dengan pelat

timbal yang tipis namun banyak sehingga luas permukaannya lebih besar (Gambar1.2).

Dengan demikian aki ini bisa menyuplai arus listrik yang besar pada saat awal untuk

menghidupkan mesin. Aki deep cycle biasanya digunakan untuk sistem fotovoltaik

(solar cell) dan back up power, dimana aki mampu mengalami discharge hingga

muatan listriknya tinggal sedikit.

Gambar 1.2 Jenis aki starter (otomotif) (a) dan deep cycle (b)

Jenis aki starter atau otomotif sebaiknya tidak mengalami discharge hingga

melampaui 50% kapasitas muatan lsitriknya untuk menjaga keawetan aki. Apabila

muatan aki basah sampai di bawah 50% dan dibiarkan dalam waktu lama (berhari-hari

tidak di-charge kembali), maka kapasitas muat aki tersebut akan semakin berkurang

sehingga menjadi tidak awet. Berkurangnya kapasitas muat aki tersebut karena proses

pembentukan kristal sulfat yang menempel pada pelat ketika muatan aki tidak penuh (di

bawah 50%).

Secara konstruksi aki dibedakan menjadi tipe basah (konvensional, flooded lead

acid), sealed lead acid (SLA), valve regulated lead acid (VRLA), gel, dan AGM

(absorbed glass mat); dimana semuanya merupakan aki yang berbasis asam timbal

(lead acid).

4. Inverter

Inverter adalah perangkat yang digunakan untuk mengubah arus DC dari aki

menjadi arus AC dengan tegangan umumnya 220 volt. Alat ini diperlukan untuk SHS

karena menyangkut instalasi kabel yang banyak dan panjang. Apabila beban bukan

untuk instalasi rumah, misalnya hanya untuk menghidupkan satu lampu atau alat dengan

voltase 12 VDC dan tidak menggunakan kabel yang panjang (seperti PJU: Penerangan

Jalan Umum), inverter tidak diperlukan. Apabila jumlah beban banyak dan kabel

panjang dan tetap menggunakan arus DC 12 volt tanpa inverter, maka akan banyak

sekali listrik yang hilang di kabel (losses). Selain itu jika menggunakan inverter yang

mengubah menjadi arus AC 220 volt, ini akan sesuai dengan listrik PLN sehingga bisa

dibuat listrik hibrid (gabungan listrik PLN dan pembakit listrik tenaga surya) dengan

instalasi kabel dan lampu yang sama.

Terdapat tiga jenis inverter dilihat dari gelombang output-nya yaitu pure sine wave,

square wave, dan modified sine wave.

Inverter pure sine wave mempunyai bentuk gelombang sinus murni seperti listrik dari

PLN. Bentuk gelombang ini merupakan yang paling ideal untuk peralatan elektronik

pada umumnya.

Inverter square wave mempunyai bentuk gelombang kotak sebagai hasil dari proses

swicthing sederhana. Bentuk gelombang ini tidak ideal dan dalam banyak kasus dapat

merusak peralatan elektronik rumah tangga.

Inverter modified sine wave mempunyai gelombang yang dimodifikasi mendekati

bentuk sinus. Bentuk gelombang ini dapat merusak peralatan yang bersifat sensitif.

Inverter square wave sebaiknya dihindari supaya tidak merusak peralatan elektronik,

sedangkan inverter modified sine wave sebaiknya tidak digunakan untuk peralatan yang

mengubah listrik menjadi gerakan seperti pompa, kipas angin, printer, dll. Inverter

modified sine wave merupakan inverter yang banyak dijual di pasaran, sedangkan

inverter pure sine wave jarang ada di pasaran karena harganya yang mahal, sekitar 10

kali lipat harga inverter modified sine wave.

BAB II. Petunjuk Pembuatan Panel Surya Untuk Rumah Tangga

Rangkaian pembangkit listrik tenaga surya sebenarnya sangatlah sederhana

seperti pada Gambar 1 di atas. Panel surya yang digunakan sebanyak 4 yang terdiri dari

4 panel 100 Wattpeak (Wp), masing-masing mempunyai tegangan output 18 volt. Untuk

menghindari losses listrik yang besar, pembangkit listrik yang dipasang menggunakan

sistem solar controller 24 volt, bukan 12 volt. Supaya tegangannya mencukupi untuk

pengisian aki, maka panel surya harus diseri. Dua kali dua (2 x 2) panel 100 Wp diseri

menghasilkan tegangan 36 volt dan arus maksimum 2 x 5,8 A. (Gambar 2.1).

Gambar 2.1. Skema kombinasi panel surya

Output dari panel surya dialirkan ke solar controller yang kemudian diatur

untuk pengisian aki dan juga beban ke inverter. Hal yang harus diperhatikan adalah

besarnya kabel koneksi. Berhubung arus yang akan mengalir ke solar controller dan

kemudian ke aki dan inverter cukup besar, maka kabel harus menyesuaikan. Acuan

singkatnya untuk arus sebesar 10 A maka kabel yang dipasang setidaknya mempunyai

ukuran luas penampang minimal 2,5 mm2, jika kurang dari itu maka kabel bisa panas

dan terbakar.

Solar charge controller yang digunakan seperti pada gambar di bawah, dengan

kapasitas 30 A (Gambar 2.2). Menurut saya ini adalah jenis controller yang cukup

bagus karena beberapa alasan. Pertama, controller ini menggunakan teknologi MPPT

sehingga efisiensi dalam pengisian aki lebih tinggi. Sesuai spesifikasi panel surya yang

saya rangkai, arus pengisian adalah 14,6 A, namun dengan solar controller ini

kelebihan tegangan panel surya dikonversi ke arus pengisian sehingga totalnya menjadi

maksimal kurang lebih 18 A.

Kedua, parameter bisa diubah-ubah sesuai dengan tipe aki. Sebagai contoh

tegangan pengisian (charging) ‘float’ bisa diubah-ubah. Tegangan charging float untuk

aki basah umumnya 13,5 volt untuk aki 12 volt atau 27 volt untuk aki 24 volt. Jenis aki

lain mempunyai tegangan charging float yang berbeda. Parameter lain yang bisa diubah

adalah tegangan aki minimum ketika aliran listrik ke beban harus diputus. Ketika terjadi

proses discharging karena digunakan oleh beban, maka tegangan aki akan terus

berkurang. Ketika tegangan yang menurun tersebut sampai pada tegangan minimum

yang ditentukan tadi, maka solar charge controller otomatis akan memutuskan aliran ke

beban supaya aki tidak terjadi over-discharging. Fitur ini sangat penting ketika kita

tidak menggunakan jenis aki deep cycle. Dari beberapa fitur yang disebut di atas, sudah

jelas controller ini sangat fleksibel.

Ketiga, controller ini sangat informatif dengan parameter-parameter semua

ditampilkan dalam layar LCD seperti arus dan tegangan charging, serta arus dan

tegangan discharging.

Keempat, seperti jenis controller pada umumnya, disertai fitur program otomasi untuk

pengaturan kapan aliran beban disambung dan diputus, apakah dengan timer atau

dengan indikator sinar matahari (ON ketika gelap di sore hari, dan OFF ketika terang di

pagi hari).

Gambar 2.2. Solar Charge Controller MPPT 12/24 volt (Auto), 30 A.

Inverter yang digunakan adalah jenis pure sine wave (Gambar 2.3) Inverter pure sine

wave benar-benar lebih aman untuk semua peralatan elektronik di rumah.

Gambar 2.3. Inverter Pure Sine Wave 24 Volt

Rata-rata beban SHS dari petang hari hingga malam jam 9 sekitar 200 Watt,

sedangkan setelah jam 9 malam hingga pagi hari beban SHS rata-rata sekitar 100 Watt.

Beban ini relatif kecil karena semua lampu sudah berupa lampu LED. Selain itu TV

juga sudah menggunakan TV LED. Jika dihitung muatan listrik yang terpakai setiap

malam rata-rata 60 Ah dari aki 24 volt. Karena muatan aki total adalah 160 Ah (24 volt)

maka masih tersisa setiap pagi hari rata-rata 100 Ah, dimana ini masih jauh di atas 50%

kapasitas muat aki, sehingga masih relatif aman supaya aki basah ini tetap awet.

Untuk charging dari panel surya, dengan mengasumsikan penyinaran matahari

maksimum terjadi selama 5 jam sehari dengan arus 14,6 A maka akan tersimpan muatan

sebesar 14,6 A x 5 jam = 73 Ah. Di luar 5 jam penyinaran maksimum tersebut, panel

surya masih tetap melakukan charging namun dengan arus yang lebih kecil. Sehingga

penggunaan 60 Ah setiap malam umumnya akan terkompensasi dengan pengisian aki

pada siang hari.

DAFTAR PUSTAKA

1. http://www.projectfreepower.com 2. http://www.cmacpower.co.za 3. http://www.panelsurya.com 4. http://www.sunpowerplus.co.nz 5. http://solarpanelindonesia.wordpress.com 6. http://panel-surya.blogspot.com 7. http://www.agusharis.net/blog/?p=353

Lampiran 2

Kuisoner

IbM dalam Pembuatan Panel Surya Untuk

Penggunaan Rumah Tangga Pada

Kelompok Karang Taruna

(Desa Rejoagung dan Desa Sumbergading

Kecamatan SumberWringin-Kabupaten Bondowoso)

1 Nama :

2 Alamat :

3 Pendidikan Terakhir :

4 Pekerjaan :

5 Bagaimana fasilitas PLN di desa

saudara?

: a. Baik b. kadang-kadang padam c.

sering padam

6 Apakah saudara pernah mendengar

istilah solar sel atau panel surya?

: a. Ya b. tidak

7 Apakah saudara mengerti dengan

teknologi sel surya yang diberikan

dalam penyuluhan dan pelatihan ini

: a. Ya b. agak mengerti c. tidak

mengerti

8 Apakah saudara tertarik menggunakan

teknologi panel surya ini

: a. Ya b. agak tertarik c. tidak tertarik

9 Apakah saudara mau menyebarkan

teknologi sel surya ini kepada penduduk

desa yang belum memiliki fasilitas PLN

: a. Ya b. tidak

10 Apakah penyuluhan dan pelatihan

pembuatan panel surya ini bermanfaat

bagi saudara

: a. Ya b. tidak

Bondowoso, September 2015

( )

Lampiran 3. Foto-foto Uji coba

Lampiran 4. Penyuluhan

Desa Rejoagung

Desa Sumbergading

Lampiran 5 Pelatihan

Desa Rejoagung

Desa Sumbergading

Lampiran 6. Pemasangan

Desa Rejoagung

Desa Sumbergading


Recommended