PENGUMUMAN

Dibuka pendaftaran anggota Tim Robotika UNISLA khusus mahasiswa fakultas teknik elektro Universitas islam Lamongan semester II – VI. Pendaftaran di mulai pada tanggal : 04 Mei 2015 – 30 Mei 2015. Persyaratan pendaftaran:

1.     Mengisi Formulir Pendaftaran

2.     Foto 3X4 1lembar berwarna

3.     Fotokopi KTM

4.     Biaya pendaftaran Rp5.000,-

Untuk info lebih lanjut hub :

1.     Moch.Suliswanto               :085748118779

2.     Moh.Andre K.                   :085707042541

3.     Ainin Churlila Dewi          :085852052142

Mengetahui,

Ketua HAMSTRO Budi Santoso

Ketua TIM ROBOTIKA Moch.Suliswanto

Build Programming for Line Follower

Build Programming for Line Follower

The Arduino is based around the C/C++ language in the computer world. Most of the coding is predefined and does not need to be made from scratch (which will make this build a lot easier). Here is a list of commands that we will be using:

-          #define

-          int

-          void setup()

-          void loop()

-          pinMode()

-          analogRead()

-          analogWrite()

-          delay()

-          if()

-          else

-          //, /* …*/

Each of the commands has their own functions and can be used in a number of combinations.

#define:

The “#define” command allows you to set a certain digital pin to a specific name (the analog pins do not need to be), such as “#define LED 13.” This will set the LED to be used on digital pin 13 of the Arduino.

Int:

“int” is used to hold a variable (whole numbers for this particular command) and will be used to hold our sensor readings and move the robot around. Such as:

-          int i = 0”

voids:

“void setup” and “void loop” are the main sections of the code that are required to run the Arduino program. The “setup” predefines what each pin is going to be used as (for digital pins only). Such as “pinMode (LED, OUTPUT)” will mean that it will apply 5V to digital pin 13 defined earlier. It can also be set as “INPUT” to read a sensor that returns a “0” or “1” value. “void loop” is the main function of the code that will run what you write. In this case, we want it to read the sensors and then turn on the motors and either speed up or slow down the motors accordingly.

Analogs:

“analogRead” is used for reading the inputs from the analog pins on the Arduino (we will be using 2 of these pins for the robot). The value that will be returned will range from 0-1023, since the Arduino use a 10 bit analog to digital converter.  “analogWrite” is used to write a Pulse Width Modulation signal (PWM) to the specified digital pin. A PWM signal ranges from 0 to 255 and can be used to vary the speed of the motor to that pin. To write one of these analog commands you do the following:

-          analogRead(0)

The 0 means that it will read from pin 0 of the analog inputs.

-          analogWrite(LED,255)

This will write a PWM signal of 255 (which is the highest value) to pin 3 of the digital pins. This also means that the power output from digital pin 3 will be a full 5V.

NOTE: There are only certain pins that are PWM and are labeled on the Arduino board face.

Pulse Width Modulation (PWM):

How a PWM signal works is a square wave is generated with one high point and one low point (0v=low and 5v=high). This acts as a throttle for the motor controllers to change the speed; for the Arduino, the values that are used for the PWM signal is from 0-255. Here is a problem, we have a sensor that can read a value up to 1023, but we can only write a signal at a max of 255. To compensate for the huge range, we divide the sensor signal by 4 to closely get the 255 PWM value we need.

Delay:

The “delay( )” command pauses the code for a certain amount of time before continuing. This is based in milliseconds, so to stop the code for 1 second, we write:

-          delay(1000);

ifs and elses:

“if” and “else” statements are comparison commands. The “if” statement checks to see if a certain range or behavior has been met. Such as:

-          int i=0

-          if (i==0)

-          {

-          Then do this

-          }

There is a BIG difference between “=” and “==”. The single “=” means that the particular “int” will equal that number. The double “==” means that the “int” must equal to the number specified in the “if (…)” statement.

The “else” statement means that if the “if” statement is not satisfied, then you do this other command. Such as:

-          int i=1

-          if (i==0)

-          {

-          Then do this

-          }

-          else

-          {

-          Do this instead

-          }

The “{ }” are needed when you want to only do this set of commands at one time (this particularly deals with multiple actions or a “for” loop (this will not used in the code covered)).

Commenting (or leaving out):

To have certain parts of a code not work (but you don’t want to delete it yet), you use two different forms of commenting. One is “//”; this will “comment out” a part of one line so that the Arduino knows to skip that part of a code.

NOTE: This comment form can be used in two ways; 1) you can comment a whole entire line out so it will not be used or 2) you can comment a section of the line out but still use the other that was not commented out.

Ex:

1)      //pinMode(LED,OUTPUT);

a.       This will comment the whole line out and will not be used

2)      pinMode(LED,OUTPUT); // This will set LED pin as output

a.       This form will compute the pinMode action but will skip over the comment section to the right of the backslashes

“ // ” form only comments out anything to the right of the backslashes.

The second commenting form is “/*…*/ where “…” is the code sectioned out. This form only comments out the code in between the “/*” and the “*/”. Such as:

-          pinMode(/*LED,OUTPUT*/);

This will comment out the section so that the Arduino skips over the code within the parentheses and moves on to the rest of the code. This method can be used to comment out entire sections of code. 

Layout order of code:

Now here is how to organize the code to work properly:

-          #define ___

-          int ___;

-          void setup( )

-          {

-          pinMode( , );

-          }

-          void loop( )

-          {

-          Commands;

-          }

The semicolons are needed for anything that does not do some type of specific or main function. Such as “int,” “pinMode,” etc. This will be explained in the workshop or can be understood more at “arduino.cc.”

Uploading the code to the Microcontroller:

      After making your code, go to “Tools > Boards” and select which microcontroller you have. Then under “Tools > Serial” choose which port your microcontroller is set to (you may have to keep selecting and uploading until the correct one is selected if there is more than one selected). Along the toolbar, the button with the arrow pointing right towards 2 sets of vertical dotted lines is the “Upload” button; this will transfer the code you made to the microcontrollers memory. If all goes well, it will indicate that the code has been uploaded successfully; otherwise it will give an error and a small description on what the error is.

EXTRA: Serial Connection (reading sensor’s feedback)

            The following line of code can be added to look at the numbers being returned from the sensors. The communication used is called Serial. There are 2 parts that have to be used in order to see the numbers being fed from the sensors to the Arduino.

            First is in the void setup(). Somewhere in the {…}, write out “Serial.begin(9600);”. This will let the Arduino know that data will be sent back to the computer (in this case, numbers will be sent from the sensors, travel through the serial of the Arduino and be displayed on the computer screen).

Second is in the void loop(). In the {…}, near the end before the delay, there are 2 command lines that have to be used to properly see the numbers. One is “Serial.print(…)” and the other is “Serial.println (…)”. The difference between the two codes is that “println” will start a new line after it prints the line of code in between “(…)”. “print” will just keep printing until the code specifies to start a new line.

            To set up the serial monitor to view the numbers, first we need to code lines that will allow to print on the computer screen. To start off, we will use a variable from the code below – for now, we will use the L_sens variable. Type out “Serial.print(“LM”);” – this will print out the words “LM” because the quotations mean it will print out text (space also counts as text). Next, type “Serial.print(L_sens);” – without the quotations, the code will now search for that exact variable from the rest of the code to see if there is a number associated with it. If so, the number will be printed out. Now to create a tab as if you pressed tab in Microsoft Word, type “Serial.print(“\t”);” – this will create a space similar to a tab space. Continue to add printing codes until you are ready to print on another line (Serial.pring(“”);).

            To see any of the text or values after you upload the code, you need to open the Serial Monitor built into the Arduino program. In the main Arduino window, along the top there is a tool bar, select the icon that looks like a box hanging on a string and pulley. This is the Serial Monitor that will allow you to see the numbers the sensors are returning.

            Here is the extra code that is not necessary, but can be helpful to determine a better value for the code to work off of:

void setup()

{…

  Serial.begin (9600);

}

void loop()

{…

 Serial.print("LM");

 Serial.print(L_sens);

 Serial.print("\t");

 Serial.print("RM");

 Serial.print(R_sens);

 Serial.print("\t");

 Serial.println("");

 delay(100);

}

The delay(100) is just a slower speed to see the values better on the monitor when they print out, or else the printing is going so fast that the numbers are not readable.

The code:

Here is the code for the Hammerhead style to be used in the robot:

#define Left_mot 3 // Left motor PWM

#define Right_mot 6 // Right motor PWM

int L_sens; // Left Sensor

int R_sens; // Right Sensor

int state, prev_state; //which state the robot is in (turning left, turning right, straight)

void setup(){ // Will apply 5V to each of these pins when needed

  pinMode (Left_mot, OUTPUT);

  pinMode (Right_mot, OUTPUT);

}

void loop() // start of main function and will keep repeating

{

 

  state = 1; //state will equal 1 and bot will go straight

 

 

//----------------------------------------------------------------------------------- 

  while (state ==1) //state will make robot go straight or continue with the last state it was in

  {

      

  if (state == 1)

  {

  analogWrite(Left_mot,70);

  analogWrite(Right_mot,70);

 

  L_sens = analogRead(0)/4; // Reads the left sensor

  R_sens = analogRead(2)/4; // Reads the right sensor

 

 

    if (R_sens < 120) // Compares the right sensor to a certain range

    {

      state = 2;

    }

   

    else if (L_sens < 120) // Compares the left sensor to a certain range

    {

      state = 3;

    }

  }

 

  else if (prev_state == 2) //looks at previous state before change of surface

  {

    analogWrite(Right_mot,15); // Writes a PWM signal to the Right motor pin

    analogWrite(Left_mot,100); // Writes a PWM signal to the Left motor pin

   

    if (R_sens < 120) // Compares the right sensor to a certain range

    {

      state = 2;

    }

  }

 

  else if (prev_state == 3) //looks at previous state before change of surface

  {

    analogWrite(Right_mot,100); // Writes a PWM signal to the Right motor pin

    analogWrite(Left_mot,15); // Writes a PWM signal to the Left motor pin

   

    if (L_sens < 120) // Compares the left sensor to a certain range

    {

      state = 3;

    }

  }

 

 

       delay(50); // pauses the code for a certain time

  }

 

 

//----------------------------------------------------------------------------------- 

  while (state == 2) // state where robot is turning right

  {

   

 

    L_sens = analogRead(0)/4; // Reads the left sensor

    R_sens = analogRead(2)/4; // Reads the right sensor

   

    analogWrite(Right_mot,15); // Writes a PWM signal to the Left motor pin

    analogWrite(Left_mot,100); // Writes a PWM signal to the Right motor pin

 

    if (L_sens < 120) // Compares the right sensor to a certain range

    {

      prev_state = state;

      state = 3;

    }

 

    else if (R_sens < 120 && L_sens < 120)

    {

      prev_state = state;

      state = 1;

    }

       delay(50); // pauses the code for a certain time

  }

//---------------------------------------------------

  while (state == 3) // state where robot is turning left

  { 

 

    L_sens = analogRead(0)/4; // Reads the left sensor

    R_sens = analogRead(2)/4; // Reads the right sensor

   

    analogWrite(Right_mot,100); // Writes a PWM signal to the Right motor pin

    analogWrite(Left_mot,15); // Writes a PWM signal to the Left motor pin

 

 

    if (R_sens < 120) // Compares the right sensor to a certain range

    {

      state = 2;

    }

 

    else if (R_sens < 120 && L_sens < 120)

    {

      prev_state = state;

      state = 1;

    }

     delay(50); // pauses the code for a certain time

  }

}

Here is the code for the Inverse style to be used in the robot:

#define Left_mot 3 // Left motor PWM

#define Right_mot 6 // Right motor PWM

int L_sens; // Left Sensor

int R_sens; // Right Sensor

int state, prev_state; //which state the robot is in (turning left, turning right, straight)

void setup(){ // Will apply 5V to each of these pins when needed

  pinMode (Left_mot, OUTPUT);

  pinMode (Right_mot, OUTPUT);

}

void loop() // start of main function and will keep repeating

{

 

  state = 1; //state will equal 1 and bot will go straight

  prev_state = 0;

 

 

//----------------------------------------------------------------------------------- 

  while (state ==1) //state will make robot go straight or continue with the last state it was in

  {

      

  if (state == 1 && prev_state == 0)

  {

  analogWrite(Left_mot,70);

  analogWrite(Right_mot,70);

 

  L_sens = analogRead(0)/4; // Reads the left sensor

  R_sens = analogRead(2)/4; // Reads the right sensor

 

 

    if (R_sens > 120) // Compares the right sensor to a certain range

    {

      state = 3; // goes to while loop state == 3 below

    }

   

    else if (L_sens > 120) // Compares the left sensor to a certain range

    {

      state = 2; // goes to while loop state == 2 below

    }

  }

 

  else if (prev_state == 2) //looks at previous state before change of surface

  {

    analogWrite(Right_mot,15); // Writes a PWM signal to the Right motor pin

    analogWrite(Left_mot,100); // Writes a PWM signal to the Left motor pin

   

    if (L_sens < 120) // Compares the left sensor to a certain range

    {

      prev_state = 0; // goes to while loop state ==1 && prev_state == 0 above

    }

  }

 

  else if (prev_state == 3) //looks at previous state before change of surface

  {

    analogWrite(Right_mot,100); // Writes a PWM signal to the Right motor pin

    analogWrite(Left_mot,15); // Writes a PWM signal to the Left motor pin

   

    if (R_sens < 120) // Compares the right sensor to a certain range

    {

      prev_state = 0; // goes to while loop state ==1 && prev_state == 0 above

    }

  }

 

       delay(50); // pauses the code for a certain time

  }

  

//----------------------------------------------------------------------------------- 

  while (state == 2) // state where robot is turning right

  {

   

     L_sens = analogRead(0)/4; // Reads the left sensor

    R_sens = analogRead(2)/4; // Reads the right sensor

   

    analogWrite(Right_mot,15); // Writes a PWM signal to the Left motor pin

    analogWrite(Left_mot,100); // Writes a PWM signal to the Right motor pin

 

    if (R_sens > 120) // Compares the right sensor to a certain range

    {

      prev_state = state;

      state = 3;

    }

 

    else if (R_sens > 120 && L_sens > 120 || R_sens < 120 && L_sens < 120)

    {

      prev_state = state;

      state = 1;

    }

       delay(50); // pauses the code for a certain time

  }

//---------------------------------------------------

  while (state == 3) // state where robot is turning left

  { 

 

    L_sens = analogRead(0)/4; // Reads the left sensor

    R_sens = analogRead(2)/4; // Reads the right sensor

   

    analogWrite(Right_mot,100); // Writes a PWM signal to the Right motor pin

    analogWrite(Left_mot,15); // Writes a PWM signal to the Left motor pin

 

    if (R_sens < 120 && L_sens < 120 || R_sens > 120 && L_sens > 120)

    {

      prev_state = state;

      state = 1;

    }

     delay(50); // pauses the code for a certain time

  }

  

}

(Sumber:https://www.google.co.id/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=13&cad=rja&uact=8&ved=0CFcQFjAM&url=https%3A%2F%2Fwww.cpp.edu%2F~cpprc%2Fdownloads%2FBuilding%2520a%2520Line%2520Follower%2520Robot.doc&ei=uSU2Vc2UCOXBmwXL34CgDA&usg=AFQjCNGJRbmWxn6eTkA7fMg3BSq1XIUxXg&bvm=bv.91071109,d.dGY)

makalah pembangkit listrik tenaga surya dan mikrohidro

BAB I

PENDAHULUAN

A.     LATAR BELAKANG

A.1 PLTS (Pembangkit Listrik Tenaga Surya)

Kondisi bumi kita kian lama kian mengenaskan karena tercemarnya lingkungan dari efek rumah kaca (greenhouse effect) yang menyebabkan global warming, hujan asam, rusaknya lapisan ozon, hingga hilangya hutan tropis. Semua jenis polutan itu rata-rata akibat dari penggunaan bahan bakar fosil seperti minyak bumi, uranium, plutonium, batu bara dan lainya yang tiada hentinya. Padahal kita tahu bahwa bahan bakar fosil tidak dapat diperbaharui, tidak seperti bahan bakar non fosil.

Dengan kondisi yang sudah sedemikian memperihatinkan, gerakan hemat energi sudah merupakan keharusan di seluruh dunia. Salah satunya dengan menghemat bahan bakar dan menggunakan bahan bakar non-fosil yang dapat diperbaharui seperti tenaga angin, tenaga air, energi panas bumi, tenaga matahari, dan lainya. Duniapun sudah mulai merubah tren produksi dan penggunaan bahan bakarnya, dari bahan bakar fosil beralih ke bahan bakar non-fosil, terutama tenaga surya yang tidak terbatas.

A.2 PLTMH (Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro)

      Kondisi alam Indonesia yang mempunyai banyak sungai dan belum sepenuhnya dimanfaatkan dengan maksimal menjadikan PLTMH (Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro) sangat cocok diaplikasikan pada sungai, saluran irigasi, airterjun alam sebagai penggerak.

B.     TUJUAN DAN MANFAAT

Tujuan dan manfaat dari PLTS dan PLTMH sebenarnya sama yaitu sebagai pembangkit listrik ramah lingkungan yang mulai di gunakan di beberapa wilayah maupun Negara.

Untuk PLTS adalah salah satu pembangkit listrik yang sangat sederhana dan mudah dipasang dirumah, Sehingga PLTS merupakan salah satu sarana untuk memenuhi kebutuhan masyarakat akan listrik yang sangat ramah lingkungan. Mengingat Indonesia merupakan daerah tropis, maka sangatlah baik jika PLTS dikembangkan dengan sungguh-sungguh.

Sedangkan untuk PLTMH dengan Relatif kecilnya energi yang dihasilkan dibandingkan dengan PLTA skala besar, berimplikasi pada relatif sederhananya peralatan serta kecilnya areal yang diperlukan guna instalasi dan pengoperasian mikrohidro. Hal tersebut merupakan salah satu keunggulan mikrohidro, yakni tidak menimbulkan kerusakan lingkungan.

BAB II

ISI

II.1 PLTS (Pembangkit Listrik Tenaga Surya)

A.     Pengertian PLTS

jika terjadi Salah satu energi alternatif dan terbarukan yaitu pembangkit listrik tenaga surya. Selain ramah lingkungan, energi tenaga surya juga mudah diaplikasikan di lokasi yang mendapat intensitas yang cukup sinar matahari seperti di sebagian besar wilayah Indonesia. Oleh karena itu, penggunaan listrik tenaga surya banyak digunakan di Indonesia, terutama untuk daerah-daerah terpencil.

Akibatnya, penggunaan sel surya untuk keperluan rumah tangga, kantor, dan kepentingan umum lainnya mulai meluas sehingga dibutuhkan pengenalan khusus terhadap komponen dan perangkat serta jaringan instalasinya. Demikian juga jika anda ingin melakukan instalasi sendiri dirumah. Instalasi sederhana berikut cukup membantu, apalagi pemadaman listrik PLN.

B.     Sejarah PLTS di Indonesia

Di Indonesia sejarah perkembangan PLTS sudah dimulai sejak 1987, pada tahap awal tersebut BPPT dimulai dengan pemasangan 80 unit PLTS atau lebih spesifik lagi SHS (Solar Home System, system pembangkit listrik tenaga surya untuk lampu penerangan rumah) di desa sukatani jawa barat.

Setelah itu pada tahun 1991 dilanjutkan dengan proyek bantuan presiden (banpres listrik tenaga surya masuk desa) untuk pemasangan 13445 unit SHS di 15 propinsi.
Program banpres listrik tenaga surya masuk desa juga telah memperoleh sambutan sangat menggembirakan dari masyarakat perdesaan dan telah terbukti dapat berjalan dengan baik dan akan dijadikan model guna implementasi program listrik tenaga surya untuk sejuta rumah.
Contoh aplikasi pemasangan pada rumah pedesaan

C.     Cara kerja PLTS

Secara sederhana, proses pembentukan gaya gerak listrik (GGL) pada sebuah sel surya adalah sebagai berikut:

1.      Foton dari cahaya matahari menumbuk panel surya kemudian diserap oleh material semikonduktor seperti silikon.

2.      Elektron (muatan negatif) terlempar keluar dari atomnya, sehingga mengalir melalui material semikonduktor untuk menghasilkan listrik. Muatan positif yang disebut hole (lubang) mengalir dengan arah yang berlawanan dengan elektron pada panel surya silikon.

3.      Gabungan/susunan beberapa panel surya mengubah energi surya menjadi sumber daya listrik DC.

Ketika sebuah foton menumbuk sebuah lempeng silikon, salah satu dari tiga proses kemungkinan terjadi, yaitu:

1.      Foton dapat melewati silikon; biasanya terjadi pada foton dengan energi rendah.

2.      Foton dapat terpantulkan dari permukaan.

3.      Foton tersebut dapat diserap oleh silikon yang kemudian:

a.       Menghasilkan panas, atau

b.      Menghasilkan pasangan elektron-lubang, jika energi foton lebih besar daripada nilai celah pita silikon.

Ketika sebuah foton diserap, energinya diberikan ke elektron di lapisan kristal. Biasanya elektron ini berada di pita valensi, dan terikat erat secara kovalen antara atom-atom tetangganya sehingga tidak dapat bergerak jauh dengan leluasa. Energi yang diberikan kepadanya oleh foton mengeksitasinya ke pita konduksi, dimana ia akan bebas untuk bergerak dalam semikonduktor tersebut. Ikatan kovalen yang sebelumnya terjadi pada elektron tadi menjadi kekurangan satu elektron; hal ini disebut hole (lubang). Keberadaan ikatan kovalen yang hilang menjadikan elektron yang terikat pada atom tetangga bergerak ke lubang, meniggalkan lubang lainnya, dan dengan jalan ini sebuah lubang dapat bergerak melalui lapisan kristal. Jadi, dapat dikatakan bahwa foton-foton yang diserap dalam semikonduktor membuat pasangan-pasangan elektron-lubang yang dapat bergerak.

Gambar 2.1

Gambar disamping mengilustrasikan transfer energi dari matahari ke bagian-bagian Bumi. Dapat terlihat bahwa sekitar setengah dari enerdi masukan diserap oleh air dan daratan, sedangkan yang lainnya diradiasikan kembali ke luar angkasa. (nilai 1 PW = 1015 W).

Sebuah foton hanya perlu memiliki energy lebih besar dari celah pita supaya bisa mengeksitasi sebuah elektron dari pita valensi ke pita konduksi. Meskipun demikian, spektrum frekuensi surya mendekati spektrum radiasi benda hitam (black body) pada ~6000 K, dan oleh karena itu banyak radiasi surya yang mencapai Bumi terdiri atas foton dengan energi lebih besar dari celah pita silikon. Foton dengan energi yang cukup besar ini akan diserap oleh sel surya, tetapi perbedaan energi antara foton-foton ini dengan celah pita silikon diubah menjadi kalor (melalui getaran lapisan kristal yang disebut fonon) bukan dalam bentuk energi listrik yang dapat digunakan selanjutnya.

D.     Instalasi PLTS

D.1 Perencanaan Pembangkit Listrik Tenaga Surya

      Karena pembangkit listrik tenaga surya sangat tergantung kepada sinar matahari, maka perencanaan yang baik sangat diperlukan. Perencanaan terdiri dari:

·         Jumlah daya yang dibutuhkan dalam pemakaian sehari-hari (Watt).

·         Berapa besar arus yang dihasilkan panel surya (dalam Ampere hour), dalam hal ini memperhitungkan berapa jumlah panel surya yang harus dipasang.

·         Berapa unit baterai yang diperlukan untuk kapasitas yang diinginkan dan pertimbangan penggunaan tanpa sinar matahari. (Ampere hour).

      Dalam nilai ke-ekonomian, pembangkit listrik tenaga surya memiliki nilai yang lebih tinggi, dimana listrik dari PT. PLN tidak dimungkinkan, ataupun instalasi generator listrik bensin ataupun solar. Misalnya daerah terpencil: pertambangan, perkebunan, perikanan, desa terpencil, dll. Dari segi jangka panjang, nilai ke-ekonomian juga tinggi, karena dengan perencanaan yang baik, pembangkit listrik tenaga surya dengan panel surya memiliki daya tahan 20 - 25 tahun. Baterai dan beberapa komponen lainnya dengan daya tahan 3 - 5 tahun.

D.2 komponen PLTS

1.      Panel Surya/Solar Cells

Panel surya adalah alat yang dipasang dibagian atas.  Fungsinya untuk  merubah tenaga matahari menjadi listrik.  Sel silikon (disebut juga solar cells) yang disinari matahari/ surya, membuat photon yang menghasilkan arus listrik. Sebuah solar cells menghasilkan kurang lebih tegangan 0.5 Volt. Jadi sebuah panel surya 12 Volt terdiri dari kurang lebih 36 sel (untuk menghasilkan 17 Volt tegangan maksimun). Bentuk pipih dari panel surya memberikan kemudahan pemenuhan kebutuhan listrik untuk berbagai skala kebutuhan.

Ø  Jenis- jenis panel surya

a.      Polikristal (Poly-crystalline)

Merupakan panel surya yang memiliki susunan kristal acak. Type Polikristal memerlukan luas permukaan yang lebih besar dibandingkan dengan jenis monokristal untuk menghasilkan daya listrik yang sama, akan tetapi dapat menghasilkan listrik pada saat mendung.

b.      Monokristal (Mono-crystalline)

Merupakan panel yang paling efisien, menghasilkan daya listrik persatuan luas yang paling tinggi. 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.      Alat pengatur daya (charge controllet)

integrated dengan Box Baterai, merupakan perangkat elektronik berbentuk kotak yang mengatur aliran listrik dari Modul Surya ke Baterai/Accu dan aliran listrik dari Baterai/Accu ke Lampu, TV atau Radio/Tape.Charge-Discharge pengontrol melindungi baterai dari pengisian berlebihan dan melindungi dari korsleting atau pengiriman muatan arus berlebih ke input terminal. Alat ini juga mempunyai beberapa indikator yang akan memberikan kemudahan kepada pengguna PLTS dengan memberikan informasi mengenai kondisi baterai sehingga pengguna PLTS dapat mengendalikan konsumsi energi menurut ketersediaan listrik yang terdapat didalam baterai. Selain itu terdapat 3 indikator lainnya yang menginformasikan status pengisian, adanya muatan berlebih dan pengisian otomatis pada saat baterai kosong.

3.      Inverter

INVERTER merupakan rangkaian elektronik yang di gunakan untuk mengubah arus DC (Direct curent) menjadi arus AC (alternating curent).Inverter dapat di gunakan pada berbagai macam jenis paralatan elektronika mulai dari laptop,komputer,tv,mesin fax,play station,dll.dan juga dapat di gunakan untuk sebagai back up energy bila terjadi pemadaman di suatu aerah oleh pihak PLN. Selain dari fungsi di atas,inverter juga banyak kegunaan lainya,yaitu;dapat di aplikasikan dengan PLTS(pembangkit listrik tenaga surya),PLTA(pembangkit listrik tenaga air atau angin),atau pun jenis pembangkit listrik alternatif lainya.

4.      Baterai

Baterai adalah perangkat kimia untuk menyimpan tenaga listrik dari tenaga surya. Tanpa baterai, energi surya hanya dapat digunakan pada saat ada sinar matahari.

Gambar 2.2

Gambar di samping merupakan komponen yang ada pada instaasi PLTS

D.3 Skema Instalasi PLTS

Combiner pada gambar dibawah menghubungkan kaki positif panel surya satu dengan panel surya lainnya. Kaki/ kutub negatif panel satu dan lainnya juga dihubungkan. Ujung kaki positif panel surya dihubungkan ke kaki positif charge controller, dan kaki negatif panel surya dihubungkan ke kaki negatif charge controller. Tegangan panel surya yang dihasilkan akan digunakan oleh charge controller untuk mengisi baterai. Untuk menghidupkan beban perangkat AC (alternating current) seperti Televisi, Radio, komputer, dll, arus baterai disupply oleh inverter.

Gambar 2.3

Gambar 2.4

E.     Perhitungan Pembangkit Listrik Tenaga Surya

Ø  Hitung daya listrik terpakai per-hari

Langkah pertama, hitung berapa watt daya yang dibutuhkan oleh masing-masing peralatan dirumah dan berapa jam dipergunakan per hari. Hasil dari perhitungan tersebut akan menghasilkan daya dalam satuan watt jam perhari.

Missal: Lampu 10 bh x 10 watt x 12 jam : 1200 watt hour,

Televisi 1 bh x 100 watt x 8 jam :   600 watt hour,

Kulkas 1 bh x 125 watt x 24 jam : 1000 watt hour (1/3 dari total watt karena kompresor tidak selalu berputar)

Lain-lain 100 watt x 5 jam : 500 watt hour,

Total pemakaian per hari : 3300 watt hour.          

Ø  Hitung jumlah AKI(ACCU) yang diperlukan

Langkah kedua,hitung jumlah aki yang dibutuhkan sesuai dengan hasil perhitungan daya yang dipergunakan per hari.Langkah ketiga, hitung berapa watt panel surya yang diperlukan untuk pengisian sejumlah aki yang diperoleh dari hasil perhitungan jumlah aki.

·         Aki 12 volt 100 Amp Hour.

·         Kebutuhan aki harus juga mempertimbangkan hari-hari dimana sinar matahari tidak bisa keluar sempurna karena cuaca misalnya mendung selama 2 hari berturut-turut, dimana panel surya tidak dapat mengkonversi sinar matahari menjadi energi listrik selama 2 hari, untuk itu kebutuhan daya perhari harus dikalikan dengan 2. Disamping itu juga harus diperhitungkan faktor efesiensi aki dan pada saat pemakaian aki tidak boleh dipakai sampai semua daya habis.Sebaiknya menggunakan aki jenis MF (Maintenace Free).

·         Jumlah Aki yang dibutuhkan = (Total Daya : Voltase Aki : Ah Aki) = 3300 Watt hour : 12 volt : 100 Ah= 2,75 dibulatkan 3 bh aki 100 Ah 

·         Sebaiknya aki dipergunakan hanya 50% dari kapasitas, maka : Jumlah aki yang diperlukan = 2 x 12 Volt 100 Ah = 6 bh aki.

·         Apabila terjadi cuaca ekstrim (mendung/tidak ada sinar matahari) selama 3 hari berturut-turut, maka : Jumlah aki yang diperlukan   = 2 x 6 = 12 bh aki 100 Ah.

Ø  Hitung jumlah panel surya yang dibutuhkan

·         Panel surya 100 watt peak.Di Indonesia rata rata maksimum energi surya yang dapat diserap oleh panel surya dan dikonversi menjadi energi listrik rata-rata adalah 5 jam perhari (pkl. 9.00 s.d 14.00).

·         Jumlah kebutuhan panel surya : (3300 Watt Hour : 5 jam) : 100 Watt Peak = 6,6 (7) unit panel surya 100 Watt Peak (sebaiknya 8 unit 100 Wp).

Ø  Hitung besarnya ampere charge control yang dibutuhkan

Ukuran (atau rating) untuk alat pengontrol arus masuk dan keluar dari aki ditentukan dalam satuan Ampere.Untuk menghitung kebutuhan charge controller, maka kita harus mengetahui dulu karakteristik dan spesifikasi dari panel surya, biasanya pada bagian belakang panel surya terdapat spesifikasi teknis, misalnya : 

·         Maximum power (Pmax) 100W.

·         Type cell monocrystalline.

·         Voltage at Pmax (Vmp) 17.4V Current at Pmax (Imp) 5.75A

·         Short circuit current (Isc) 6.33A

·         Open circuit voltage (Voc) 21.6VMaximum system voltage 1000V

Yang harus diperhatikan adalah angka Isc (short circuit current), nilainya dikalikan dengan jumlah panel surya, hasilnya merupakan nilai berapa nilai minimal dari charge controller yang dibutuhkan : 7 x 6,33 = 44,31 Ampere (sebaiknya gunakan 60A).

Ø  Hitung kapasitas inverter yang dibutuhkan

Besarnya watt inverter DC to AC yang diperlukan adalah :Jumlah pemakaian listrik (lihat angka 1) = 425 watt (sebaiknya menggunakan inverter sine wave 1000 watt)

Ø  Hitung biaya yang dibutuhkan

Perhitungan kasar biaya yang dibutuhkan untuk dapat membackup peggunaan listrik dirumah sebesar 425 watt :

·         7 unit panel surya x 100 watt x Rp. 25.000 per watt = Rp. 17.500.000,- 

·         12 buah aki Delcor N100 (100 Ah) x Rp. 1.400.000,- = Rp. 16.800.000,-

·         Charge controller 60 Ampere (40 A Rp. 2.500.000,-) = Rp.  3.000.000,-

·         Inverter 1000 watt 12 volt (modified sine wave) = Rp.2.250.000,- 

·         Total biaya = Rp.39.550.000,-

Biaya tersebut diatas belum termasuk biaya pemasangan, kabel dan lain-lain.

Kesimpulannya, biaya untuk membangun PLTS rumah tangga cukup mahal. Investasi anda yang cukup mahal ini adalah untuk jangka panjang minimal 20 tahun (umur panel surya).

Untuk membandingkan mahal tidaknya investasi ini anda harus menghitung berapa anda harus membayar tagihan listrik setiap bulan x 12 bulan x 20 tahun (rata-rata umur pakai panel surya).

F.      Manfaat Penggunaan PLTS

Ø  Energi yang terbarukan/ tidak pernah habis

Ø  Bersih, ramah lingkungan

Ø  Umur panel sel surya panjang/ investasi jangka panjang

Ø  Praktis, tidak memerlukan perawatan

Ø  Sangat cocok untuk daerah tropis seperti Indonesia

Solar panel sebagai komponen penting pembangkit listrik tenaga surya, mengubah sinar matahari menjadi tenaga listrik. Umumnya kita menghitung maksimun sinar matahari yang diubah menjadi tenaga listrik sepanjang hari adalah 5 jam. Tenaga listrik pada pagi - sore disimpan dalam baterai, sehingga listrik dapat digunakan pada malam hari, dimana tanpa sinar matahari.

II.2 PLTMH (Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro)

A.     Pengertian PLTMH

Mikrohidro atau yang dimaksud dengan Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH), adalah suatu pembangkit listrik skala kecil yang menggunakan tenaga air sebagai tenaga penggeraknya seperti, saluran irigasi, sungai atau air terjun alam dengan cara memanfaatkan tinggi terjunan (head) dan jumlah debit air. Mikrohidro merupakan sebuah istilah yang terdiri dari kata mikro yang berarti kecil dan hidro yang berarti air. Secara teknis, mikrohidro memiliki tiga komponen utama yaitu air (sebagai sumber energi), turbin dan generator.

Generator yang digunakan untuk mikrohidro dirancang mudah untuk dioperasikan dan dipelihara, didesain menunjang keselamatan, tetapi peralatan dari listrik akan menjadi berbahaya bila tidak digunakan dengan baik. Beberapa point dari pedoman ini, instruksinya menunjukan hal yang wajib diperhatikan dan harus diikuti seperti ditunjukkan berikut ini.

B.     Prinsip kerja PLTMikrohidro

Pembangkit tenaga listrik mikrohidro pada prinsipnya memanfaatkan beda ketinggian dan jumlah debit air per detik yang ada pada aliran air irigasi, sungai atau air terjun. Aliran air ini akan memutar poros turbin sehingga menghasilkan energi mekanik. Energi ini selanjutnya menggerakkan generator dan menghasilkan energi listrik. 

C.     Instalasi PLTMikrohidro

C.1 Konversi Energi PLTMH

Energi Potensial - Energi Mekanik - Energi Listrik

Gambar 2.5

Gambar disamping merupakan system PLTMikrohidro

C.2 Bagian-bagian PLTMikrohidro

  C.2.1 Instalasi PLTMH diluar rumah pembangkit

1. Waduk (reservoir)

   Waduk adalah danau yang dibuat untuk membandung sungai untuk memperoleh air sebanyak mungkin sehingga mencapai elevasi.

2. Bendungan (dam)

    Dam berfungsi menutup aliran sungai – sungai sehingga terbentuk waduk.Tipe bendungan harus memenuhi syarat topografi, geologi dan syarat lain seperti bentuk serta model bendungan.

3. Saringan (Sand trap)

Saringan ini dipasang didepan pintu pengambilan air, berguna untuk menyaring kotoran – kotoran atau sampah yang terbawa sehingga air menjadi bersih dan tidak mengganggu  operasi mesin PLTMH.

4. Pintu pengambilan air (Intake)

Pintu Pengambilan Air adalah pintu yang dipasang diujung pipa dan hanya digunakan saat pipa pesat dikosongkan untuk melaksanakn  pembersihan pipa atau perbaikan.

5. Pipa pesat (penstok)

Fungsinya untuk mengalirkan air dari saluran pnghantar atau kolam tando menuju turbin. Pipa pesat mempunyai posisi kemiringan yang tajam dengan maksud agar diperoleh kecepatan dan tekanan air yang tinggi untuk memutar turbin. Konstruksinya harus diperhitungkan agar dapat menerima tekanan besar yang timbul termasuk tekanan dari pukulan air. Pipa pesat merupakan bagian yang cukup mahal, untuk itu pemilihan pipa yang tepat sangat penting.

6. Katub utama (main value atau inlet value)

Katub utama dipasang didepan turbin berfungsi untuk membuka aliran air, Menstart turbin atau menutup aliran (menghentikan turbin). Katup utama ditutup saat perbaikan turbin atau perbaikan mesin dalam rumah pembangkit. Pengaturan tekanan air pada katup utama digunakan pompa hidrolik.

7. Power House

   Gedung Sentral merupakan tempat instalasi turbin air,generator, peralatan Bantu, ruang pemasangan, ruang pemeliharaan dan ruang control.

C.2.2 Instalasi PLTMH didalam rumah pembangkit

1. Turbin

     Turbin merupakan salah satu bagian penting dalam PLTMH yang menerima energi potensial air dan mengubahnya menjadi putaran (energi mekanis). Putaran turbin dihubungkan dengan generator untuk menghasilkan listrik.

2. Generator

     generator yang digunakan adalah generator pembangkit listrik AC. Untuk memilih kemampuan generator dalam menghasilkan energi listrik disesuaikan dengan perhitungan daya dari data hasil survei. Kemampuan generator dalam menghasilkan listrik biasanya dinyatakan dalam VoltAmpere (VA) atau dalam kilo volt Ampere (kVA).

3. Penghubung turbin dengan generator

penghubung turbin dengan generator atau sistem transmisi energi ekanik ini dapat digunakan sabuk atau puli, roda gerigi atau dihubungkan langsung pada porosnya.

·         Sabuk atau puli digunakan jika putaran per menit (rpm) turbin  belum memenuhi putaran rotor pada   generator, jadi puli berfungsi untuk menurunkan atau menaikan rpm motor generator.

·         Roda gerigi mempunyai sifat yang sama dengan puli

·         Penghubung langsung pada poros turbin dan generator, jika putaran turbin sudah lama dengan putaran rotor pada generator.

D.     Perhitungan Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro

D.1 Perhitungan teknis

Potensi daya mikrohidro dapat dihitung dengan persamaan daya:

(P) = 9.8 x Q x Hn x ŋ;

di mana:  

  P   = Daya (kW)

 Q   = debit aliran (m/s)

  Hn = Head net (m)

  9.8 = konstanta gravitasi

   ŋ   = efisiensi keseluruhan.

Misalnya, diketahui data di suatu lokasi adalah sebagai berikut:

Q = 300 m3/s2,  Hn = 12 m dan h = 0.5. Maka,

besarnya potensi daya (P) adalah:

       P = 9.8 x  Q x Hn x h 

          = 9.8 x 300 x 12 x 0.5

          = 17 640 W

          = 17.64 kW

D.2 Perhitungan biaya operasional

Pembangunan PLT Mikrohidro memerlukan investasi yang relatif besar. Nilai investasi per kW terpasangnya menurut perhitungan Yayasan Mandiri - berkisar antara Rp. 4 juta sampai Rp. 8 juta. Adapun, biaya (harga) listrik perkWH-nya dihitung berdasarkan biaya awal (initial cost) dan biaya operasional (operational cost). Komponen biaya awal terdiri dari: biaya bangunan sipil, biaya fasilitas elektrik dan mekanik serta biaya sistem pendukung lain. Komponen biaya operasional yaitu: biaya perawatan, biaya penggantian suku cadang, biaya tenaga kerja (operator) serta biaya lain yang digunakan selama pemakaian.

Contoh perhitungan harga listrik per kWh dari PLT Mikrohidro adalah sebagai berikut.
Misalkan, untuk membangun suatu PLTMH dengan kapasitas terpasang 1kW, dibutuhkan biaya awal Rp 4 juta. Umur pakai mikrohidro yang dirancang adalah 10 tahun dengan biaya operasional Rp. 1 Juta/tahun. Sehingga total biayanya menjadi Rp. 10 Juta. Maka, biaya rata-rata (Rp) per hari adalah:

Rp/hari = (biaya awal + biaya operasional)/ (umur pakai(tahun) x jumlah hari/tahun)

= Rp 4 juta + Rp 10 juta /(10 tahun x 365 hari/tahun)

= Rp 3836/ hari

Biaya (harga) per kWh ditentukan oleh biaya rata-rata per hari dan besarnya energi listrik yang dihasilkan per hari (kWh/hari). Energi per hari ini ditentukan oleh besarnya daya terpasang serta faktor daya 1. Jika diasumsikan faktor daya besarnya 12, maka harga energi listrik perkWh 2adalah:
Harga/kWh = Biaya/hari .

Energi listrik yang dihasilkan (kWh/hari)

= Biaya/hari .

Day a terpasang (kW) x f aktor day a

= Rp 3836/hari .

1 kW x 12 (jam/hari)

= Rp 320/kWh

E.     Manfaat PLTMikrohidro

Namun meskipun PLMTH adalah energi alternatif yang potensial, namun kemampuan pemerintah yang terhalang oleh biaya terbatas, sering membuat sumber air yang potensial untuk pembangkit listrik terabaikan.  Padahal dalam beberapa kasus  PLTMH juga dapat dijadikan alasan untuk melestarikan lingkungan, minimal di sepanjang Daerah Aliran Sungai (DAS) sumber air ditengah menggebu-gebunya pembalakan hutan dan pembukaan  kawasan perkebunan yang tidak ramah lingkungan.  Sehingga mencari dana dari lembaga donor untuk membangun PLTMH di daerah-daerah terpencil dapat menjadi alternatif pilihan.

BAB III

PENUTUP

A.     Kesimpulan

Dari hasil pembuatan makalah ini, saya menarik kesimpulan bahwa Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) dan Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro memiliki berbagai keuntungan dan juga sangat cocok dikembangkan di Indonesia yang sangat berpotensi, karena beriklim tropis, dan kaa akan perairanya. PLTS dan PLTMH ini bisa digunakan sebagai pengganti pembangkit listrik berbahan bakar fosil yang tidak terbarukan dan akan menimbulkan keuntungan secara materi dan kesehatan lingkungan alam.

B.     Saran

Setelah melihat prospektif dari Pembangkit Listrik Tenaga Surya dan Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro yang ramah lingkungan dan juga sumber energinya terbarukan, sebaiknya kita sebagai warga masyarakat Indonesia mulai peduli dan juga berpartisipasi untuk memakai serta mengembangkan teknologi PLTS dan PLTMH ini. Jika, teknologi ini berhasil berjalan dan berkembang pesat, dapat di bayangkan berapa jumlah polusi yang berkurang. Serta juga dapat mengurangi Global Warming serta dampak yang di timbulknya. Dan kemungkinan dari segi perekonomian daerah akan meningkat, sarana dan prasarana dapat berjalan lancar. Sehingga nantinya akan menghasilkan SDM yang berkualitas.