Pelacak Surya Sumbu Tunggal untuk Panel Surya dengan Analisis Daya dan Biaya
DANIEL KRIS HAMONANGAN SITOMPUL, Ir. Oyas Wahyunggoro, M.T., Ph.D.;Dr.Eng. Ir. Adha Imam Cahyadi, S.T., M.Eng., IPM.
2023 | Tesis | S2 Teknik Elektro
Pelacak surya dikembangkan untuk
menghasilkan lebih banyak daya dari panel surya. Namun, pengimplementasian
pelacak surya memerlukan tambahan biaya produksi dan memerlukan daya untuk
beroperasi. Pelacak surya sumbu tunggal horizontal (PSSTH) dengan algoritme
posisi matahari diimplementasikan dalam penelitian ini karena lebih stabil
terhadap cahaya parsial. PSSTH terbuat dari mikrokontroler, beberapa modul, dan
aktuator linier.
Dalam penelitian ini, algoritme
posisi matahari dipelajari dan dipilih yang cocok untuk implementasi di
mikrokontroler. Algoritme terpilih disimulasikan di MATLAB. Lalu, algoritme
tersebut diimplementasikan pada mikrokontroler. Mikrokontroler membaca waktu
dan lokasi dari modul, kemudian menghitung posisi matahari dan mengirimkan
sinyal ke driver motor. Jika panel surya tidak tegak lurus terhadap energi
datang matahari, driver motor memutar panel surya dengan menggunakan aktuator
linier. Hasil penggunaan PSSTH dicatat untuk dilakukan analisis daya dan biaya.
Untuk panel surya 200 W, daya
keluaran dengan PSSTH lebih tinggi hingga 24,37 persen dibandingkan instalasi
tetap. Konsumsi daya PSSTH cukup kecil sehingga dapat beroperasi secara mandiri
dengan menggunakan daya dari panel surya. Biaya produksi PSSTH akan lunas dalam
waktu 14 tahun dengan harga listrik Rp1.467 per kWh. Analisis daya dan biaya
antara PSSTH dengan pelacak surya sumbu ganda dibahas dalam penelitian ini.
Hasilnya menunjukkan bahwa panel surya dengan PSSTH memaksimalkan daya keluaran
dan dapat digunakan di daerah yang terisolasi dari jaringan listrik.
Solar trackers are developed to
yield more power from solar panels. However, it has production costs and power
consumption. A horizontal single-axis solar tracker (HSAT) with a solar
position algorithm that is more stable against partial shading was implemented
in this study. The HSAT was made of a microcontroller, several modules, and a linear
actuator.
In this research, the solar
position algorithm is studied and selected which is suitable for implementation
in the microcontroller. The selected algorithm is simulated in MATLAB. Then,
the algorithm is implemented on the microcontroller. The microcontroller reads
the time and location from the module, then calculates the sun's position and
sends a signal to the motor driver. If the solar panel is not perpendicular to
the energy coming from the sun, the motor driver rotates the solar panel using
a linear actuator. The result of the use of HSAT is recorded for power and cost
analysis.
For a 200 W solar panel, the
output power with HSAT is up to 24.37 percent higher than fixed installation. The
power consumption of HSAT is small enough that it can operate independently
using power from the solar panel. The production cost of HSAT will be paid off
in 14 years at an electricity price of IDR 1,467 per kWh. Power and cost
analysis between HSAT and the dual-axis solar tracker was discussed in this
paper. The result shows that a solar panel with HSAT maximizes the output power
and can be used in areas isolated from the electricity grid.
Kata Kunci : pelacak surya, panel surya, sumbu tunggal, analisis daya, analisis biaya