View
17
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
i
DESAIN PEMIPIL JAGUNG DENGAN SUMBER ENERGI TENAGA
SURYA DAN ENERGI LISTRIK PLN
TUGAS AKHIR
Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Menyelesaikan Program Studi Strata 1
Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Diajukan oleh:
DANANG NURDYAN PUTRO
D400 110 009
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH
SURAKARTA
2015
ii
LEMBAR PERSETUJUAN
Tugas Akhir dengan judul “Desain Pemipil Jagung Dengan Sumber Energi
Tenaga Surya dan Energi Listrik PLN” ini diajukan oleh:
Nama : DANANG NURDYAN PUTRO
Nim : D 400 110 009
Guna memenuhi salah satu syarat untuk menyelesaikan program Strata-Satu (S1)
pada Fakultas Teknik Program Studi Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah
Surakarta, telah diperiksa dan disetujui pada:
Hari :
Tanggal :
Pembimbing I
Hasyim Asy’ari, ST,MT
Pembimbing II
Ir. Jatmiko MT
iii
LEMBAR PENGESAHAN
Tugas Akhir dengan judul Pengujian Karakteristik Panel Surya
Berdasarkan Intensitas Tenaga Surya ini telah disetujui untuk dipertahankan di
hadapan Tim Penguji Tugas Akhir Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro
Universitas Muhammadiyah Surakarta, pada:
Hari :
Tanggal :
Dewan Penguji Tugas Akhir
1. Hasyim Asy’ari, S.T., M.T. ………………
2. Ir. Jatmiko, M.T. ………………
3. Aris Budiman, S.T., M.T. ……………….
4. Agus Supardi, S.T., M.T. ………………
Mengetahui,
Dekan Fakultas Teknik UMS Ketua Jurusan Teknik
Elektro UMS
Ir. Sri Sunarjono, M.T., Ph.D. Umar, S.T., M.T.
iv
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr. Wb.
Puji syukur senantiasa penulis panjatkan kepada Allah SWT yang tidak
pernah lelah memberikan rahmat-Nya kepada setiap makhluk ciptaan-Nya diatas
bumi ini, sholawat serta salam semoga tetap tersanjung dipangkuan nabi besar
Muhammad Saw.
Syukur Almahdulillah yang hanya pantas saya ucapkan atas
terselesaikannya tugas akhir ini, dalam kesempatan ini penulis megucapkan
terimakasih kepada berbagai pihak yang telah membantu diantara lain:
1. Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT. Ph.D. selaku Dekan Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2. Bapak Umar, ST, M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
3. Bapak Hasyim Asy’ari, S.T., M.T. selaku Pembimbing I yang telah
memberikan dukungan, bimbingan, serta arahan dengan sabar sehingga
penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
4. Bapak Ir. Jatmiko, M.T. selaku Pembimbing II Tugas Akhir yang telah
memberikan bimbingan dan arahan sehingga tugas akhir ini dapat
terselesaikan.
5. Bapak dan Ibu dosen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas
v
Muhammadiyah Surakarta.
6. Staf Tata Usaha, Staf akademik maupun non akademik, serta Staf
Laboratorium Teknik Elektro yang telah banyak membantu dan
memberikan kemudahan kepada penulis selama menempuh studi di
Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah
Surakarta.
7. Teman-temen seperjuangan Teknik Elektro 2011, rekan-rekan KMTE,
GOS, Unit Produksi dan ROBOT Universitas Muhammadiyah Surakarta
atas kekeluargaan dan persahabatan yang terjalin selama ini.
8. Teman-teman kos khususnya Agung Siswanto, Junaidi, Afif, Adi Baron,
Reza dan Didik yang selama ini membantu saya dan telah menjadi
keluarga kedua.
9. Semua pihak yang telah membantu terselesaikannya Tugas Akhir ini yang
tidak dapat penulis sampaikan satu per satu.
Dengan segala kerendahan hati penulis berharap semoga
karya ini memberikan manfaat kepada semua pihak dan bagi penulis
sendiri pada khususnya, penulis mengharapkan kritik dan saran yang
bermanfaat dan bersifat membangun.
Wassalamualaikum Wr. Wb.
Surakarta,
Penulis
vi
MOTTO
Dunia akan selalu menjatuhkan kita berkali-kali. Tetapi, kita selalu punya
pilihan untuk bangkit berdiri, atau tetap diam di bawah
(jackie chan di karate kid)
Banyak kegagalan dalam hidup ini dikarenakan orang-orang tidak
menyadari betapa dekatnya mereka dengan keberhasilan saat mereka
menyerah
(Thomas Alva Edison)
Jadikan hinaan orang sebagai motivasi terbesarmu
(junaidi)
Saya datang, saya bimbingan, saya ujian, saya revisi dan akhirnya saya
menang
(penulis)
vii
PERSEMBAHAN
Teriring syukurku pada-Mu, kupersembahkan karya ini untuk :
Allah SWT. Atas karunia, nikmat, serta rahmat yang tak pernah henti kau
kucurkan padaku.
Ayah dan Ibuku tercinta. Yang mendidik dengan sabar dan ikhlas tanpa
pamrih semoga selalu diberi kesehatan dan rahmat Allah SWT.
Segenap Keluarga Besar KMTE UMS. Terimakasih untuk setiap canda,
tawa, sedih dan duka serta pelajaran berharga yang telah kalian beri.
Teman–teman Teknik Elektro 2011, khususnya pada Junaidi, Didik
Rahmadhani, Agung Siswanto, fitriadi, Afif Saputro, Bugi Anggriawan,
Reza phalevi, Junaidi DKK.
Tidak lupa untuk adik dan kakak tercinta yang selalu menyuport saya,
walau jauh disana, Dinar Prastyawan, Defri Tri Prastyo dan Dimas Arifin
Putra.
Semua pihak yang tidak bisa saya sebutkan semuanya.
viii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ....................................................................................... i
LEMBAR PERSETUJUAN ............................................................................ ii
LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................ iii
KATA PENGANTAR .................................................................................... iv
MOTTO .......................................................................................................... vi
PERSEMBAHAN ........................................................................................... vii
DAFTAR ISI ................................................................................................... viii
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xi
DAFTAR TABEL ........................................................................................... xii
DAFTAR KONTRIBUSI ................................................................................ xiii
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR ............................................. xv
ABSTRAKSI .................................................................................................. xvi
BAB I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ................................................................................ 1
1.2 Perumusan Masalah ........................................................................ 2
1.3 Batasan Masalah ............................................................................. 2
1.4 Tujuan Penelitian ............................................................................ 2
1.5 Manfaat Penelitian .......................................................................... 3
1.6 Sistematika Penulisan ..................................................................... 3
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Telaah Penelitian ............................................................................ 5
2.2 Landasan Teori ............................................................................... 6
ix
2.2.1 Sel Surya ................................................................................ 6
2.2.2 Struktur Sel Surya .................................................................. 7
2.2.3 Cara kerja sel surya ................................................................ 9
2.2.4 Perkembangan Sel Surya ....................................................... 11
2.2.5 Energi Listrik ......................................................................... 13
2.2.6 Motot DC ............................................................................... 13
2.2.8 Komponen Utama Motor DC ............................................ 15
2.2.8 Jenis Motor DC ...................................................................... 16
2.2.9 Trafo (transformator) ............................................................. 17
2.2.9.1 Pengertian Trafo .......................................................... 17
2.2.9.2 Prinsip Kerja Trafo ...................................................... 18
2.2.10 Dioda .................................................................................. 19
2.2.11 Saklar Toggle ....................................................................... 20
BAB III. METODE PENELITIAN
3.1 Prosedur Penelitian .......................................................................... 22
3.1.1 Persiapan yang Dilakukan ........................................................... 22
3.1.2 Bahan dan Peralatan .................................................................... 22
3.1.2.1 Bahan ................................................................................ 22
3.1.2.2 Peralatan ........................................................................... 25
3.1.3 Waktu dan Tempat ....................................................................... 25
3.1.3.1 Pengambilan Data ..................................................................... 26
3.2 Alur Penelitian ................................................................................ 26
3.2.1 Desain Pemipil Jagung ................................................................ 26
3.2.2 Urutan Penelitian ......................................................................... 26
3.2.3 Diagram Alur Penelitian .............................................................. 27
x
BAB IV. HASIL PENELITIAN DAN ANALISA
4.1 Hasil Penelitian ............................................................................... 29
4.2 Analisa ............................................................................................ 32
BAB V. PENUTUP
5.1 Kesimpulan ..................................................................................... 35
5.2 Saran ............................................................................................... 36
DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 37
LAMPIRAN .................................................................................................... 38
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Modul surya biasanya terdiri dari 28-36 sel surya yang dirangkai seri
untuk memperbesar total daya output. (Gambar :”The Physics of Solar Cell”,
Jenny Nelson) ..................................................................................................... 6
Gambar 2.2 Struktur dari sel surya komersial yang menggunakan material silikon
sebagai semikonduktor. (Gambar:HowStuffWorks) ........................................... 7
Gambar 2.3 Junction antara semikonduktor tipe-p (kelebihan hole) dan tipe-n
(kelebihan elektron). (Gambar : eere.energy.gov).............................................. 10
Gambar 2.4 Cara kerja sel surya dengan prinsip p-n junction. (Gambar :
sun-nrg.org) ............................................................................................................ 11
Gambar 2.5 Trafo Step Down 3A CT ..................................................................... 19
Gambar 2.6. dioda ................................................................................................... 20
Gambar 2.7. Simbol Saklar Toggle SPST dan SPDT ............................................. 21
Gambar 2.8. Saklar Toggle Jenis SPDT ................................................................. 21
Gambar 3.1 Panel Surya 100WP ............................................................................. 23
Gambar 3.2 konverter.............................................................................................. 23
Gambar 3.3 Motor DC merk Hitachi 12V ............................................................... 24
Gambar 3.4 Alat Pemipil Jagung ............................................................................ 24
Gambar 3.5 Saklar Toggle ...................................................................................... 25
Gambar 3.1. Diagram Alir Penelitian ..................................................................... 27
Gambar 4.1. Rangkaian konverter 12VDC ............................................................. 28
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Spesifikasi panel .............................................................................. 22
Tabel .4.1. hasil ujicoba alat menggunakan panel surya ................................. 30
Tabel .4.2. hasil ujicoba alat menggunakan energi listrik PLN....................... 31
xiii
DAFTAR KONTRIBUSI
Tugas Akhir ini bermula dari ketertarikan penulis terhadap pembangkitan
energi alternatif terbarukan yang kedepannya memiliki prospek dan manfaat yang
besar untuk dikembangkan. Ide tugas akhir ini berasal dari Bapak Hasyim Asy’ari,
S.T., M.T., Beliau menawarkan judul tugas akhir mengenai pemanfaatan energi
alternatif. Setelah berkonsultasi dan diberikan penjelasan, akhirnya penulis berniat
untuk melakukan penelitian. Beliau juga menyetujui untuk menjadi pembimbing
pertama dalam tugas akhir ini.
Setelah beberapa kali berkonsultasi mengenai judul tugas akhir dan teknis
penelitian, akhirnya penulis memutuskan untuk membuat proposal tugas akhir
sekaligus meminta kesediaan Bapak ir. Jatmiko, M.T. untuk menjadi pembimbing
dua dalam penelitian ini. Setelah seminar proposal dibuat dan diseutujui untuk
ditindaklanjuti sebagai Tugas Akhir penulis memulai penelitian mengenai energi
terbarukan berupa panel surya ini.
Penelitian ini dilakukan penulis di rumah kos tempat bapak marno sadaan lor
RT 1 RW 3 gumpang kartasura. Bahan-bahan yang dipergunakan seperti sel
surya, meminjam dari teman-teman satu angkatan yang sudah terlebih dahulu
mengerjakan tugas akhir merekayang juga menggunakan panel surya dan untuk
peralatan lain meminjam dari Laboratorium Teknik Elektro, Unit Produksi Teknik
Elektro, dan untuk kekurangannya diperoleh melalui pembelian. Pengambilan
data dilakukan beberapa kali untuk mendapatkan seluruh data yang diperlukan
dalam penelitian ini.
xiv
Setiap ada perubahan penulis selalu berkonsultasi dengan pembimbing,
hingga akhirnya seluruh data yang diperlukan terkumpul. Kemudian penulis
menganalisa data yang terkumpul. Hasil pengujian dan analisa disusun dalam
sebuah laporan Tugas Akhir.
Demikian daftar kontribusi penulis buat dengan sejujur-jujurnya.
Surakarta, 27 Oktober 2015
Mengetahui
Mahasiswa Tugas Akhir
Danang Nurdyan Putro
Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II
(Hasyim Asy’ari, S.T.,M.T.) (ir. Jatmiko, M.T.)
xv
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR
Penuls menyatakan dengan sesungguhnya bahwa scripsi dengan judul
“DESAIN PEMIPIL JAGUNG DENGAN SUMBER ENERGI TENAGA
SURYA DAN ENERGI LISTRIK PLN” yang dibuat untuk memenuhi sebagai
syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik Jurusan Teknik Elektro Universitas
Muhammadiyah Surakarta, sejauh yang penulis ketahui bukan mrupakan tiruan
atau duplikasi tugas akhir yang sudah dipublikasikan atau pernah dipakai untuk
mendapatkan gelar kesarjanaan di lingkungan universitas muhammadiyah
surakarta atau instansi manapun, kecuali bagian yang sumber informasinya
penulis cantumkan sebagaimana mestinya.
Surakara…………….2015
penulis
(Danang Nurdyan Putro)
xvi
ABSTRAKSI
Energi listrik merupakan salah satu kebutuhan yang dibutuhkan oleh
seluruh negara di dunia. Hal ini mengingat energi listrik merupakan salah
satu faktor utama bagi terjadinya pertumbuhan ekonomi suatu negara.
Permasalahan energi listrik menjadi semakin kompleks ketika kebutuhan
yang meningkat akan energi dari seluruh negara di dunia untuk menopang
pertumbuhan ekonominya justru membuat persediaan cadangan energi
konvensional menjadi semakin sedikit. Tujuan penelitian ini adalah untuk
membuat desain pemipil jagung dengan energi tenaga surya dan energi listrik
PLN.
Penelitian dimulai dari pembuatan mesin pemipil jagung dan
pemasangan komponen-komponen seperti panel surya, konverter dan motor
DC pada pemipil jagung yang telah dirancang sebelumnya. Kemudian
pengecekan komponen yang telah terpasang sudah berfungsi secara normal.
Energi listrik yang dihasilkan oleh panel surya akan digunakan sebagai
sumber energi untuk menjalankan mesin pemipil jagung. Energi listrik PLN
digunakan sebagai energi tambahan jika daya yang dihasilkan panel surya
kurang. Cara pengamatan yang dilakukan adalah pengambilan data terkait
nilai tegangan dan arus yang dihasilkan oleh panel suya,kecepatan putar
mesin pemipil dan lama waktu pemipilan. Peralatan yang digunakan antara
lain: luxmeter, Amperemeter, tachometer dan stopwatch.
Hasil percobaan pertama dilakukan pada intensitas cahaya 103700 lux
tegangan 19 V dan arus 2 A menghasilkan kecepatan putar 1705 Rpm
sehingga mesin pemipil jagung bekerja dengan sangat baik dengan waktu
pemipilan 0,10 menit per jagung. Begitu seterusnya dengan intensitas yang
berbeda sampai ke intensitas terendah yaitu 29300 lux tegangan 8,2 V dan
arus 1 A menghasilkan kecepatan putar 402,4 Rpm sehingga mesin pemipil
jagung tidak mampu lagi bekerja dengan baik (tidak dapat memipil jagung
lagi). percobaan selanjutnya untuk melakukan pemipilan dengan energi listrik
PLN disaat mesin pemipil jagung tidak mendapatkan suplai energi yang
cukup dari panel surya karena intensitas cahaya yang rendah maka mesin
dapat berpindah kesumber energi lain dengan memindahkan sumber energi ke
listrik PLN. Pada penelitian ini didapati hasil setelah listrik PLN
dikonversikan dengan konverter menunjukkan tegangan 11,2 V, arus 1,5 A
dan kecepatan putar 910,2 Rpm sehingga didapati waktu pemipilan adalah
0,19 menit per jagung.
Kata Kunci : motor DC, panel surya, pemipil jagung, energi terbarukan.
xvii
ABSTRACT
Electrical energy is one of the necessities needed by all countries in the
world. This is because the electrical energy is one of the major factors for the
economic growth of a country. Electric energy issues become increasingly
complex as the increased need for energy of all countries in the world to
sustain its economic growth would make supplies of conventional energy
reserves become fewer and fewer. The purpose of this study was to make a
corn sheller design with solar energy and electrical energy PLN.
The research started from making corn and sheller machine mounting
components such as solar panels, converters and DC motor on corn sheller
has been designed previously. Then checking the components that have been
installed are functioning normally. The electrical energy generated by the
solar panels will be used as an energy source to run a corn sheller machine.
PLN electrical energy is used as an additional energy if the power produced
by the solar panels is less. How to observations made are related to data
capture voltage and current produced by the panels suya, the engine speed
and the length of time to sheller. Equipment used include: luxmeter, ammeter,
tachometerandastopwatch.
first performed on 103 700 lux light intensity voltage of 19 V and a
current of 2 A produces 1705 rpm rotational speed so that the corn sheller
machine works very well with a time of 0.10 minutes per corn. And so on with
different intensity to the intensity of 29300 lux low of a voltage of 8.2 V and a
current of 1 A yield 402.4 rpm rotational speed so that the corn sheller
machine no longer able to work well (can not memipil corn again). further
attempts to PLN pemipilan with electrical energy when corn sheller machine
does not get enough energy supply from solar panels because of the intensity
of light is low, the engine can be changed by moving the sources of energy
other energy sources to the electricity grid. In this study, found the results
after the electricity is converted to a voltage of 11.2 V converter shows,
currents of 1.5 A and a rotary speed of 910.2 rpm so found pemipilan time is
0.19minutespercorn.
Keywords: DC motor, solar panel, corn sheller, renewable energy.
Recommended