SKRIPSI
PERANCANGAN PENERANGAN JALAN UMUM TENAGA
SURYA (SOLAR CELL) UNTUK ALTERNATIF
PENERANGAN KAMPUS
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR
OLEH
MUHAMMAD HIDAYAT AHMAD TZAURY ISMAIL
10582 1528 15 10582 1694 15
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR
2019/2020
i
HALAMAN JUDUL
PERANCANGAN PENERANGAN JALAN UMUM TENAGA SURYA
(SOLAR CELL) UNTUK ALTERNATIF PENERANGAN KAMPUS
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR
Skripsi
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat
Untuk Memperoleh gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Elektro
Fakultas Teknik
MUHAMMAD HIDAYAT
10582 1528 15
AHMAD TZAURY ISMAIL
10582 1694 15
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR
2019/2020
iv
iv
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur atas kehadirat Allah SWT atas berkat rahmat dan
hidayah-Nya yang senantiasa diberikan kepada penulis. Shalawat serta salam
semoga tercurahkan kepada Rasulullah SAW, keluarga dan sahabatnya. Sehingga
penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul βPerancangan Penerangan
Jalan Umum Tenaga Surya (Solar Cell) Untuk Alternative Penerangan
Kampus Universitas Muhammadiyah Makassarβ. Sebagai syarat dalam
menyelesaikan Program Sarjana (S1) dalam Program Sarjana Fakultas Teknik
Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Makassar.
Dalam penyusunan skripsi ini banyak sekali hambatan dan rintangan yang
penulis hadapi, Namun akhirnya penulis bisa melaluinya. Hal ini karena adanya
bantuan arahan, dan bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu dengan segala
ketulusan dan kerendahan hati kami mengucapkan terima kasih kepada :
1. Bapak Ir. Hamzah Al Imran, ST., MT., sebagai Dekan Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Makassar.
2. Ibu Adriani, ST., MT., sebagai Ketua Jurusan Teknik Elektro Fakultas
Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar.
3. Bapak Dr. Umar Katu, ST., MT., selaku Pembimbing I dan Ibu Adriani,
ST., MT., selaku Pembimbing II, yang telah banyak meluangkan waktunya
dalam membimbing dan mendidik kami.
v
4. Bapak dan ibu dosen serta staf Pegawai Fakultas Teknik yang telah
mendidik dan melayani penulis selama mengikuti proses belajar mengajar
di Universitas Muhammadiyah Makassar.
5. Orang tua dan keluarga yang selalu tak henti β henti nya memberikan doβa
dorongan motivasi dan dorongan moril maupun materil.
6. Saudara serta rekan β rekan mahasiswa Fakultas Teknik yang telah banyak
membantu dalam menyelesaikan tugas akhir ini semoga mendapatkan
pahala oleh Allah SWT.
7. Semua pihak yang tidak bisa disebutkan satu persatu.
Penulis memohon maaf atas semua kesalahan yang pernah dilakukan. Semoga
skripsi ini memberikan manfaat dan mendorong penelitian β penelitian
berikutnya.
Pangkep, Agustus 2020
Penulis
vi
Muhammad Hidayat1, Ahmad Tzaury Ismail2 1) Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Unismuh Makassar 2) Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Unismuh Makassar
ABSTRAK
Penerangan Jalan Umum Tenaga Surya / Solar Cell ( PJUTS ) adalah
sebuah alternatif yang digunakan sebagai sumber energi listrik penerangan. Pada
PJUTS, matahari merupakan media kerja yang sangat penting dimana panel surya
menerima cahaya / sinar matahari dan kemudian diubah menjadi energi listrik
melalui proses photovoltaic. Pada saat ini lampu penerangan di Kampus
Universitas Muhammadiyah Makassar tepatnya di depan rektorat pada malam hari
penerangannya masih minim. Oleh karena itu peneliti bertujuan untuk merancang
dan mendeskripsikan PJUTS berbasis LED. Semoga perancangan ini juga bisa
dirasakan mahasiswa, dosen, dan sebagainya. Sebagai sarana pendukung aktifitas
penerangan jalan terutama di malam hari. Metode penelitian yang digunakan pada
PJUTS ini yaitu metode rekayasa nilai (value engineering). Metode yang
digunakan dalam analisis dengan cara kuantitatif dan kualitatif dari berbagai
sumber yang diperoleh. Dari hal tersebut dilakukan penenlitian untuk mengetahui
1. Sudut kemiringan stang ornament sebesar 42.6Β°. 2. Perhitungan daya lampu
berbasis LED a. Intensitas cahaya sebesar 358.3 cd, b. Efisiensi cahaya sebesar
115.69 lumen, c. efikasi cahaya sebesar 104, 65 lm/watt, d. Perhitungan energi
listrik yang digunakan selama Β± 12 jam sebesar 600 watt.
Kata Kunci: Solar Cell, Lampu LED, PJUTS.
viii
DAFTAR ISI
HALAMAN SAMPUL
HALAMAN JUDUL ............................................................................................ i
HALAMAN PENGESAHAN .............................................................................. ii
KATA PENGANTAR ........................................................................................ iv
ABSTRAK ......................................................................................................... vi
DAFTAR ISI .................................................................................................... viii
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... x
DAFTAR TABEL .............................................................................................. xi
DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................... xii
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN .......................................................... xiii
BAB I PENDAHULUAN .................................................................................... 1
1.1. Latar Belakang....................................................................................... 1
1.2. Rumusan Masalah .................................................................................. 4
1.3. Tujuan Penulisan ................................................................................... 5
1.4. Batasan Masalah .................................................................................... 5
1.5. Manfaat Penulisan ................................................................................. 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA .......................................................................... 7
2.1. Pengertian Penerangan Jalan Umum ...................................................... 7
2.2. Konfigurasi Sistem Lampu Penerangan Jalan ......................................... 7
ix
2.3. Prinsip Kerja PJU dengan Solar Sel ..................................................... 12
2.4. Komponen PJUTS ............................................................................... 14
2.5. Deskripsi Lingkungan Jalan ................................................................. 16
2.6. Kelebihan dan Kekurangan PJU Tenaga Surya..................................... 19
BAB III METODE PENELITIAN ..................................................................... 22
3.1. Waktu dan Tempat ............................................................................... 22
3.2. Alat dan Bahan .................................................................................... 22
3.3. Metode Penelitian ................................................................................ 23
3.4. Tehnik Pengumpulan Data ................................................................... 23
3.5. Tehnik Analisis Data ........................................................................... 24
3.6. Flowchart............................................................................................. 29
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ..................................... 30
4.1. Lokasi Pemasangan dan Kegiatan Instalasi .......................................... 30
4.2. Perancangan PJU ................................................................................. 35
4.3. Spesifikasi Penggunaan Alat ................................................................ 39
BAB V PENUTUP ............................................................................................ 43
5.1. Kesimpulan.......................................................................................... 43
5.2. Saran ................................................................................................... 43
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 45
LAMPIRAN ...................................................................................................... 46
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Depan Rektorat Pada Malam Hari ................................................... 2
Gambar 2.1 Prinsip Kerja PJUTS ....................................................................... 9
Gambar 2.2 Lampu Merkuri, Sodium, dan LED ............................................... 10
Gambar 2.3 Bentuk Lengan Tiang Lampu Jalan ............................................... 11
Gambar 2.4 Penentuan Sudut Kemiringan Terhadap Lebar Jalan ...................... 11
Gambar 2.5 Cara Kerja PJUTS ......................................................................... 13
Gambar 2.6 Komponen PJUTS ......................................................................... 14
Gambar 3.1 Flowchart ...................................................................................... 29
Gambar 4.1 Komponen Yang Digunakan Pada Pemasangan PJUTS ................. 31
Gambar 4.2 Proses Pemasangan PJUTS............................................................ 34
Gambar 4.3 Pengetesan Lampu PJUTS Ketika Selesai Dipasang ...................... 35
Gambar 4.4 Tiang PJU ..................................................................................... 37
Gambar 4.5 Lampu LED 50 Watt ..................................................................... 37
Gambar 4.6 Solar Cell ...................................................................................... 40
Gambar 4.7 Baterai........................................................................................... 41
Gambar 4.8 Solar Charge Controller ................................................................. 42
xi
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Rincian Komponen Tenaga Surya ...................................................... 15
Tabel 2.2 Standar Lebar Badan dan Daerah ....................................................... 17
Tabel 2.3 Standar Pelayanan Minimal Jalan Tol ................................................ 18
Tabel 4.1 Spesifikasi Tiang PJU Yang Dipilih ................................................... 36
Tabel 4.2 Spesifikasi Lampu Yang Digunakan .................................................. 37
Tabel 4.3 Spesifikasi Solar Cell yang digunakan ............................................... 40
Tabel 4.4 Spesifikasi Baterai Yang Digunakan .................................................. 41
Tabel 4.5 Spesifikasi Colar Charge Controller Yang Digunakan ........................ 42
xii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Kampus Universitas Muhammadiyah Makassar dan Lokasi
Pemasangan PJUTS. .......................................................................................... 46
Lampiran 2. Pengecekan Komponen PJUTS ................................................... 47
Lampiran 3. Pemasangan Tiang dan Komponen PJUTS .................................. 48
Lampiran 4. Spesifikasi Panel Surya ............................................................... 49
Lampiran 5. Spesifikasi SCC .......................................................................... 50
Lampiran 6. Spesifikasi Baterai ...................................................................... 51
Lampiran 7. Spesifikasi Lampu LED .............................................................. 52
Lampiran 8. Undang β Undang Nomor 26 Tahun 1985 ................................... 53
xiii
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN
Notasi Devenisi dan Keterangan
PJU Penerangan Jalan Umum
PLN Perusahaan Listrik Negara
PLTS Pembangkit Listrik Tenaga Surya
SCC Solar Charge Controller
CO2 Karbondioksida
LJK Lampu Jalan Kampus
LP3M Lembaga Pengembangan Pembelajaran dan Penjaminan
Mutu
PJUBS Penerangan Jalan Umum Berbasis Surya
LED Light Emitting Diode
VRLA Valve Regulated Lead Acid
DC Direct Current
AC Alternating Current
PV Photovoltaic
AH Ampere Hours
WP Watt Peak
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Sistem Lampu Penerangan Jalan Umum menggunakan Tenaga Surya
terdiri atas modul Photovoltaic ( Solar Cell / Panel Surya ) yang akan
mengkonversikan cahaya matahari menjadi tenaga listrik. Energi ini akan
disimpan pada suatu baterai sepanjang hari siang. Pada malam hari digunakan
untuk menghidupkan lampu. Dengan sistem kontrol pengisian baterai ( Solar
Charge Controller ), sistem akan bekerja untuk menyalakan dan menghidupkan
lampu.
Krisis energi dan masalah lingkungan yang terjadi membuat manusia
berusaha mencari sumber energi alternatif yang bersifat terbarukan dan
memberikan dampak minimal terhadap lingkungan yang ditimbulkan akibat dari
hasil pembakaran bahan bakar fosil yang menimbulkan polusi gas rumah kaca
( terutama Co2 ) Energi listrik yang terbarukan merupakan energi alternative yang
perlu dikembangkan. Banyak usaha yang telah dilakukan pemerintah agar
penggunaan energi listrik mulai berpindah kepada sumber yang terbarukan,
seperti bioethanol sebagai pengganti biodiesel, bensin sebagai pengganti solar
energi air, energi angin, energi matahari dan sebagainya.
Penggunaan energi listrik di kehidupan sehari - hari dapat kita temukan
dimana saja dengan mudah. Dari mulai peralatan rumah tangga, perkantoran,
pabrik dan lain-lain. Seiring dengan bertambahnya populasi manusia tiap tahun
2
membuat meningkatnya jumlah penggunaan peralatan yang menggunakan energi
listrik . Diantaranya merupakan alat transportasi seperti sepada motor dan mobil
yang terus bertambah jumlahnya .
Seitap alat yang menggunakan energi listrik pasti membutuhkan energi
demi kelangsungan pemakaianya, bisa kita lihat dari alat transportasi yang mana
selain menggunakan pembakaran untuk menghasilkan daya gerak, dan alat ini
juga menggunakan energi listrik untuk menjalankan sistem kerja alat tersebut.
Pada saat ini penggunaan lampu didukung dengan tersedianya berbagai
lampu hemat energi di pasaran dengan harga yang semakin kompetitif.
Penggunaan sumber energi yang terbarukan tergantung dari potensi sumber energi
yang tersedia di lokasi di mana lampu penerangan diimplementasikan. Salah satu
implementasi PJU adalah lampu penerangan untuk jalan kampus di 1 titik
tepatnya di depan Rektorat Kampus di Universitas Muhammadiyah Makassar
yang akan di implementasikan.
Gambar 1.1 Depan Rektorat pada Malam hari
3
Lampu Jalan Kampus ( LJK ) merupakan lokasi yang dipilih untuk
diimplementasikan pemasangan lampu penerangan jalan tenaga surya.
Rencananya LJK tersebut akan dibangun di tahun 2020 dan selesai di tahun 2020
jadi masa pengerjaan 1 tahun. Menurut Ketua LP3M mengatakan bahwa LJK
tersebut akan dibangun dengan dana senilai Rp 15.000 untuk 1 titik di depan
Rektorat Kampus Universitas Muhammadiyah Makassar.
Pemakaian bahan atau lampu penerangan jalan Kampus Universitas
Muhammadiyah Makassar yang tidak hemat energi sehingga mengakibatkan
peningkatan biaya yang dibebankan kepada pemerintah daerah. Bahkan
rendahnya kesadaran masyarakat untuk berpartisipasi menjaga dan merawat
fasilitas PJUBS yang ada, merupakan salah satu faktor kendala dalam penerapan
sistem PJUBS. Kendala terkait PJUBS ini memang begitu banyak dimulai dari
pengadaan sampai pada perawatan.
Berdasarkan dari kenyataan tersebut, kendala umum pemasangan lampu
penerangan Kampus Universitas Muhammadiyah Makassar cukup banyak dan
rumit, sehingga terdapat beberapa bagian kampus yang tidak ditemui penerangan
lampu jalan dan tidak ada sistem PJUBS.
Untuk mengatasi problematika tersebut, maka pemasangan instalasi
PJUBS merupakan salah satu alternative menggunakan energi matahari. Dengan
demikian PJUBS di Kampus Universitas Muhammadiyah Makassar bisa
dirasakan masyarakat desa sebagai sarana pendukung aktifitas penerangan jalan
terutama di malam hari, dan merupakan alternative penghematan biaya listrik
(Sundari, 2017).
4
Dalam tulisan ini akan dibahas tentang perencanaan pemasangan PJUBS
dengan tujuan agar pemanfaatan energi matahari dapat menjadi solusi tepat untuk
penghematan biaya listrik di Kampus Universitas Muhammadiyah Makassar,
khususnya untuk penerangan jalan umum. Selain itu, dengan perencanaan PJUBS
dengan sumber alternatif matahari ini dapat diketahui perkiraan biaya yang
dibutuhkan untuk sistem PJUBS. Dalam perencanaan ini tentu diharapkan
diketahui perbandingan biaya yang dibutuhkan pada pemasangan sistem PJUBS
dengan membeli komponen terpisah, PJUBS yang sudah jadi satu paket (Solar
Street Light), dan Integrated All in One Solar Street Lighting.
Berdasarkan dari latar belakang dan permasalahan di atas maka penulis
membuat proyek akhir dengan judul βPerancangan Penerangan Jalan Umum
Tenaga Surya (Solar Cell) Untuk Alternatif Penerangan Kampus
Universitas Muhammadiyah Makassarβ.
1.2. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas, maka penulis merumuskan masalah
sebagai berikut :
1. Bagaimana merancang alat Penerangan Jalan Umum Tenaga Surya
untuk alternatif penerangan kampus ?
2. Bagaimana cara mengaplikasikan Penerangan Jalan Umum Tenaga
Surya untuk alternatif penerangan kampus?
5
1.3. Tujuan Penulisan
Sejalan dengan rumusan masalah diatas, adapun tujuan dilakukannya
kegiatan ini sebagai berikut :
1. Untuk mengetahui cara merancang Penerangan Jalan Umum Tenaga
Surya sebagai alternatif penerangan kampus.
2. Mampu mengaplikasikan Penerangan Jalan Umum Tenaga Surya
untuk menciptakan sumber energi listrik sebagai alternatif kampus.
1.4. Batasan Masalah
Agar penulisan proposal ini dapat maksimal dan tidak melebar serta sesuai
dengan substansinya maka penulis membatasi permasalahan, yaitu :
1. Perancangan lampu penerangan jalan dengan menggunakan sistem
tenaga surya atau solar cell.
2. Instalasi penerangan lampu jalan PJU kampus berbasis tenaga surya
dan LED.
1.5. Manfaat Penulisan
Manfaat yang diharapkan pada penulisan penelitian ini antara lain adalah
Perencanaan pemasangan lampu jalan tenaga surya dan perhitungan
jumlah daya yang digunakan pada lampu jalan tenaga surya selama
beroperasi.
- Bagi Peneliti, Melalui penelitian ini diharapkan peneliti dapat
mengetahui alur dan sistem kerja penerangan jalan umum tenaga
6
surya. Serta mengetahui jumlah pemakaian daya yang dibutuh
selama lampu beroperasi.
- Bagi Masyarakat, Sebagai bahan informasi masukan terhadap
masyarakat khususnya dalam merencanakan pengembangan lampu
jalan dengan menggunakan tenaga surya.
- Bagi Biro Teknik Listrik ( BTL ), Sebagai bahan informasi masukan
dalam perencanaan pemasangan lampu jalan dengan berbasis solar
cell.
7
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Pengertian Penerangan Jalan Umum
Penerangan jalan umum adalah suatu penerangan buatan yang menerangi
suatu kawasan tertentu pada luas bidang tertentu. Penerangan jalan umum fasilitas
vital yang sangat dibutuhkan oleh masyarakat. Penerangan jalan umum di
perlukan untuk meningkatkan keamanan lalu lintas, keamanan berkendara
terutama pada saat malam hari dengan adanya PJU dapat membuat pengguna
jalan lebih berhati- hati dan merasa aman dalam perjalanannya sehingga dapat
terhindar dari aksi kriminal. Ronald V.clark mengatakan bahwa better lighting
Will deter offenders who benefit from the cover of darkness atau dalam bahasa
Indonesia, penerangan yang baik akan mencegah pelaku yang mengambil manfaat
kegelapan malam.
2.2. Konfigurasi Sistem Lampu Penerangan Jalan
Lampu penerangan jalan (LPJ) adalah bangunan pelengkap jalan yang
dapat diletakkan di kanan, kiri dan di tengah jalan yang dibutuhkan termasuk jalan
layang, jalan bawah tanah, dan jembatan, dan berfungsi untuk menerangi
lingkungan jalan maupun jalan yang berada di sekitar LPJ.
Penerangan Jalan Umum Berbasis Surya / Solar Cell ( PJUBS ) adalah
sebuah alternatif yang hemat dan murah yang digunakan sebagai sumber listrik
penerangan karena menggunakan sumber energi yang tak terbatas dan gratis dari
bumi yaitu energi matahari. Menggunakan Panel Surya yang berfungsi untuk
8
menerima cahaya / sinar matahari dan kemudian diubah menjadi energi listrik
melalui proses photovoltaic, lalu disimpan di baterai sehingga tidak perlu suplai
dari PLN. Secara otomatis akan menyala pada sore hari dan padam pada pagi hari
yang efisien dengan perawatan dan yang sangat mudah. LPJ ini dirancang sebagai
penyedia cahaya penerangan umum melalui sumber energi terbarukan, berumur
ekonomis lama dan bebas biaya perawatan.
Penerangan Jalan Umum Berbasis Surya / Solar Cell ( PJUBS ) cocok
digunakan untuk jalanan yang belum terjangkau oleh listrik PLN, dan juga daerah
yang belum memiliki sistem penerangan jalan umum atau jalan perkampungan
yang tidak terjangkau oleh PLN. Belakangan ini PJUBS juga sering digunakan di
daerah perkotaan seperti di jalan kawasan perumahan, jalan kawasan utama, dan
lain sebagainya. Penerangan Jalan Umum berbasis Surya / Solar Cell ( PJUBS )
menggunakan LED efisien dan memiliki daya yang lebih sedikit. Lampu LED ini
jenis high power sangat terang, tahan lama dan hemat energi. Masa penggunaan
Lampu LED ini bisa mencapai 50.000 jam dengan sumber daya DC. Baterai yang
dipakai yaitu baterai bebas perawatan ( maintenance free ) jenis VRLA. Dengan
menggunakan alat ini, sudah mempunyai sumber energi sendiri tanpa bergantung
dengan pihak lain, ramah lingkungan dan hemat BBM. PJUBS ini beroperasi
secara mandiri dan tidak perlu kabel jaringan antar tiang, instalasinya sangat
mudah, sangat ekonomis, praktis, dan tentu dapat terhindar dari black out total
jika adanya gangguan. Dengan.sistem pemasangan yang mudah dan cepat, PJUBS
dapat menjadi sebuah solusi dalam mengatasi.kebutuhan penerangan jalan umum.
9
Hal - hal yang perlu di pertimbangkan menggunakan lampu jalan PJUBS berbasis
LED:
1. Daya tahan modul solar cell dan Lampu LED
2. Tidak menggunakan jaringan tenaga listrik
3. Menggunakan energi alam yang tak terbatas yaitu energi matahari
4. Ramah lingkungan
5. Instalasi yang sangat mudah
6. Biaya perawatan sangat murah
Penerapan lampu jalan PJUBS terdiri atas: Lampu jalan Kampus, lampu
jalan raya, lampu jalan raya terpencil, lampu lapangan parkir dan sebagainya.
Secara umum Prinsip Kerja PJUBS dapat dijabarkan sebagai berikut:
Gambar 2.1 Prinsip Kerja PJUTS
Lampu penerangan jalan yang dimaksud adalah lampu yang lengkap dan
terdiri dari sumber cahaya, elemen-elemen optik ( reflector / pemantul, refractor /
pembias, diffuser / penyebar ), elemen elektrik seperti konektor ke power supply /
10
sumber tenaga dan lain sebagainya. Struktur penopang yang terdiri atas tiang
penopang vertikal, pondasi tiang lampu, dan lengan penopang. Dalam
merencanakan instalasi penerangan jalan harus sesuai dengan standar dan
ketentuan yang telah berlaku, dan ditetapkan oleh suatu lembaga di daerah
masing - masing. Di Indonesia ketentuan dan standar ini dinamakan SNI ( Standar
Nasional Indonesia ). Berdasarkan jenis β jenis sumber cahaya, lampu penerangan
jalan umum dapat kita bedakan atas 3 ( tiga ) jenis yaitu, Lampu LED, Lampu
Merkuri , dan Lampu Sodium.
Gambar 2.2 Lampu Merkuri, Sodium, dan LED
Tiang adalah komponen yang berfungsi untuk menopang lampu. Jenis
tiang yang digunakan adalah tiang octagonal dan tiang besi.
11
Tiang lampu jalan dibagi menjadi 3, yaitu, Lengan Ganda, Lengan
Tunggal dan Tanpa Lengan.
Gambar 2.3 Bentuk lengan tiang lampu jalan ( Universitas Ibn Khaldun Bogor)
Untuk menentukan sudut kemiringan stang ornamen, agar titik penerangan
mengarah ke tengah-tengah jalan, maka:
Sehingga :
Gambar 2.4 Penentuan sudut kemiringan terhadap lebar jalan (Jurnal Institut Teknologi Padang)
Dimana :
h = tinggi tiang
t = jarak lampu ke tengah-tengah jalan
12
c = jarak horizontal lampu tengah jalan
W1 = tiang ke ujung lampu
W2 = jarak horizontal lampu ke ujung jalan
2.3. Prinsip kerja PJU dengan solar sel
Photovoltaic system adalah sumber listrik yang berasal dari sistem
pembangkit listrik tenaga Surya, sistem photovoltaic hanya dapat menghasilkan
daya keluar apabila modul photovoltaic disinari matahari, maka photovoltaic
system mentransfer radiasi menggunakan mekanisme penyimpanan energi agar
energi listrik tetap tersedia dan dapat di gunakan apabila matahari sudah berada di
ujung petang dan pada saat matahari sudah tidak menyinari bumi ( malam hari ).
Baterai merupakan peralatan yang digunakan untuk menyimpan energi listrik
yang diperoleh dari array photovoltaic. Salah satu alat penyimpan energi listrik
adalah baterai, selain itu dapat juga digunakan untuk mengatur sistem tegangan
sumber arus yang melewati kemampuan array photovoltaic.
Sebelum mengatur sistem alternatif yang memanfaatkan Solar Cell, ada
beberapa hal β hal yang harus dipertimbangkan yaitu :
a. Pemakaian daya rata-rata selama 24 jam.
b. Pemakaian daya rata-rata pada malam hari ( terhitung dari nilainya
sinar matahari yang menyinari Solar Cell ).
13
c. Pemakaian daya puncak.
Gambar 2.5 Cara Kerja PJUTS
Gambar 2.5 menunjukkan sistem energi listrik alternatif yang
memanfaatkan energi sinar matahari. Pertimbangan di atas digunakan untuk
mengetahui pendalaman alat yang akan di pasang pada sistem tersebut. Apabila
salah memilih komponen maka akan mengakibatkan malfungsi sistem atau
sistem tidak bekerja secara maksimal, lebih fatalnya lagi dapat mengalami
kerusakan.
14
Adapun tiap bagian antara lain yaitu :
a. Solar Cell
b. Switch Controller
c. Baterai
d. Inverter
2.4. Komponen PJUTS
PJUTS adalah adalah aplikasi penerangan jalan umum (PJU) yang
menggunakan Tenaga Surya ( matahari) sebagai sumber energi mandirinya.
Gambar 2.6 Komponen PJUTS ( PT. Hexamitra )
Komponen atau peralatan pembangkit berupa panel surya ( solar panel /
pv module / pv panel / solar module ), solar charge controller ( battery control
unit / battery control regulator ) dan baterai. Komponen atau peralatan beban
berupa lampu LED.
15
Sedangkan komponen pendukung terdiri dari dari tiang, solar charge
controller ( SCC ), baterai, panel box dan aksesoris lainnya. Komponen
pembangkit ini akan membentuk sistem pembangkit listrik tenaga surya
(PLTS) untuk mensuplai listrik ke komponen beban.
Sebagaimana perhitungan PLTS, untuk menentukan besar sistem
pembangkitan beserta sub komponen yang perlukan, maka dibutuhkan
perhitungan besar energi yang akan dipakai oleh komponen beban.
Tabel 2.1 Rincian komponen tenaga Surya
Komponen Spesifikasi Gambar
Tiang
1. Octagonal
2. Hot Dip Galvanized
Modul Surya
Solar Panel Polycrystalline
Jumlah Cell : 36
Daya : 100 Wp
16
Lampu LED
1. Luminasi > 110 lm/W
2. Daya : 50 W
Box Panel
1. Powder Coating
2. IP 54
3. Air Ventilated
Solar Charge
Controller (SCC)
1. Algoritma Kontrol: MPPT/PWM
2. Tegangan : 12 V / 10 A
Baterai
1. VRLA Gel / MF-
2. Tegangan : 12 V
3. Kapasitas 100Ah
2.5. Deskripsi Lingkungan Jalan
Menurut Volume Jalan, terdiri atas:
A. Arteri Primer
Penghubung secara berdaya guna antarpusat kegiatan nasional dengan
pusat kegiatan wilayah.
B. Arteri Sekunder
17
Penghubung kawasan primer dengan kawasan sekunder I atau penghubung
kawasan sekunder I dengan kawasan sekunder II.
C. Kolektor Primer
Penghubung kota jenjang kedua dengan kota jenjang kedua atau
penghubung kota jenjang kedua dengan kota jenjang ketiga.
D. Kolektor Sekunder
Penghubung kawasan sekunder II dengan kawasan sekunder II atau
penghubung kawasan sekunder II dengan kawasan sekunder III.
E. Lokal Primer
Penghubung kota jenjang ke satu dengan persil atau penghubung kota
jenjang kedua dengan persil atau penghubung kota jenjang ketiga.
2.5.1. Badan Jalan
Badan jalan meliputi bahu jalan, jalur lalu lintas atau tanpa jalur pemisah,
badan jalan hanya ditujukan bagi pengamanan terhadap konstruksi jalan dan arus
lalu lintas. Daerah jalan dan Lebar badan jalan yang meliputi daerah Pengawasan
Jalan (Dawasja), daerah milik jalan ( Damija), dan daerah manfaat jalan (Damaja).
Pada masing - masing fungsi jalan yang diatur pada Undang - undang Nomor 26
tahun 1985.
Tabel 2.2 Standar Lebar Badan dan Daerah
Fungsi Jalan Damina (M) Damaja (M) Dawasja
Minimal (M)
Arteri primer 8 14 20
18
Kolektor Primer 7 11 15
Lokal Primer 6 8 10
Arteri Sekunder 7 7 7
Local sekunder 5 5 5
Sumber: Undang-undang Nomor 26 Tahun 1985
2.5.2. Standar Penerangan Jalan
Standar tentang pemasangan, jenis, fungsi, dimensi, penempatan /
penataan yang digunakan untuk penerangan ruas jalan, jembatan dan terowongan,
persimpangan, di daerah perkotaan yang mempunyai klasifikasi fungsi jalan
arteri, lokal dan kolektor diatur dalam SNI 7391:2008 tentang Spesifikasi
penerangan jalan di kawasan perkotaan. Sedangkan untuk Jalan Tol diatur dalam
PERMEN PU No : 16 / PRT / M / 2014 tentang Standar Pelayanan Minimal Jalan
Tol.
Tabel 2.3 Standar Pelayanan Minimal Jalan Tol
Subtansi
Layanan Indikator Cakupan Tolok Ukur Keterangan
Keselamatan Fasilitas
Lainnya
Penerangan
Jalan
Seluruh Ruas
Jalan Tol
Lampu
Menyala
100%
Waktu
Toleransi
pemenuhan 2
x 24
19
Umum (PJU)
Wilayah
Perkotaan
Jam
2.6. Kelebihan dan kekurangan PJUTS
2.6.1. Kelebihan Implementasi PJUTS
1. Ramah Lingkungan dan Bebas dari Polusi
Keunggulan yang pertama adalah PJUTS ini tidak memberi kontribusi
pada perubahan iklim yang ada di sekitar kita. Hal ini disebabkan karena
sistem listrik pada PJUTS tidaklah memancarkan gas yang berbahaya.
Seperti misalnya Co2. Tak hanya itu, PJUTS ini juga tidak menyebabkan
polusi udara dan tidak mengakibatkan bising. Telah terbukti bebas dari
polusi.
2. Sumber Energi Tidak Terbatas
Energi yang digunakan pada lampu PJUTS ini berasal dari bumi yaitu
energi matahari. Seperti yang kita tahu bahwa energi matahari tidak pernah
habis. Indonesia adalah salah satu negara yang ada di sekitar garis
khatulistiwa, yang mana matahari terik akan bersinar sepanjang tahun dan
ini sangat menguntungkan untuk PJUTS. Energi matahari ini akan selalu
ada dimanapun. Tentu hal ini menjadi suatu keunggulan bagi pengguna
PJUTS.
20
3. Tidak Merusak dalam Membangun Jaringan Listrik
Seperti yang diketahui bahwa PJUTS ini memang menggunakan
tenaga surya sehingga tidak membutuhkan adanya pembangunan jaringan
listrik yang di khawatirkan merusak bangunan, atau membutuhkan waktu
yang lama. Dengan instalasi yang sangat mudah, PJUTS ini sangat
menguntungkan bagi para pengguna untuk memberikan rasa aman di jalan
umum dan untuk penerangan.
4. Tanpa Perawatan
Perawatannya tidak rumit. Bahkan dikatakan bahwa PJUTS ini tidak
memerlukan perawatan. Para pengguna jalan akan merasa lebih nyaman
dan aman jika menggunakan PJUTS. Apalagi mereka yang membutuhkan
kondisi jalan terang.
5. Mudah Dipindahkan
PJUTS ini sangat menguntungkan karena mudah dipindahkan. Secara
aplikasi lampu ini adalah lampu jalan kampus, lampu jalan raya terpencil,
lampu jalan raya, lampu taman, dan lain sebagainya. PJUTS ini juga bias
digunakan untuk lampu jalan pertambangan dan lain sebagainya.
2.6.2. Kekurangan Implementasi PJUTS
1. Sangat tergantung cuaca.
Pada saat cuaca hujan atau mendung, cara kerja panel surya
menangkap sinar matahari akan berkurang, dan akan mengakibatkan tidak
optimalnya dalam mengkonversi energi surya menjadi listrik.
21
Namun, untuk sebagian besar wilayah Indonesia, masalah ini tidak
terlalu berpengaruh, kecuali ada beberapa daerah yang memancarkan
radiasi sangat kecil akibat curah hujannya tinggi.
2. Biaya investasi awal PJUTS relatif mahal
Bahkan bisa lebih mahal ketimbang biaya investasi PJU PLN. Hal ini
diakibatkan karena peralatan yang digunakan dalam sistem ini sebagian
besar masih ada beberapa yang diimpor dengan harga mahal. Jika
dibandingkan dengan PJU PLN, investasi awal PJUTS memang lebih
relatif mahal.
Sehingga, untuk meminimalkan biaya investasi PJUTS, seharusnya
semua komponen panel yang dipakai dapat diproduksi dalam negeri
dengan skala kapasitas optimal, berguna untuk meningkatan penggunaan
PJUTS dalam skala besar di seluruh daerah Indonesia, baik secara
pemasangan baru maupun menggantikan PJU PLN, serta mendorong
tumbuhnya industri komponen solar cell dalam negeri.
22
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1. Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilaksanakan di Kampus Universitas Muhammadiyah
Makassar Tahun Akademik 2019/2020, dan mulai dilakukan pada bulan Agustus
sampai dengan bulan September 2020.
3.2. Alat dan Bahan
Alat yang memenuhi persyaratan akademis penelitian yang digunakan
dalam penelitian ini yaitu berupa lembar pengamatan atau panduan pengamatan
(observation sheet atau observation schedule), dan alat yang digunakan untuk
mengambil data dalam penelitian kali ini adalah octagonal pole, Modul Solar Cell
Polycrystalline, Lampu LED, Battery Box, Solar Charge Controller ( SCC ),
Battery VRLA Deep Cycle Free Maintenance.
Data yang diperlukan merupakan data yang diambil dari Kampus Unismuh
Makassar dan survey langsung ke lapangan, seperti :
1. Gambar dan kondisi lokasi
2. Jenis tiang
3. Jenis lampu penerangan jalan
4. Kabel yang digunakan
5. Volume listrik yang dibutuhkan untuk penerangan jalan umum solar cell.
23
3.3. Metode penelitian
Penelitian βPerancangan Penerangan Jalan Umum Tenaga Surya ( Solar
Cell ) Untuk Alternatif Penerangan Kampus Universitas Muhammadiyah
Makassarβ menggunakan metode rekayasa nilai ( value engineering ). Metode
yang digunakan dalam analisis dengan cara kuantitatif dan kualitatif dari berbagai
sumber yang diperoleh.
3.4. Tehnik Pengumpulan Data
3.4.1. Observasi Lapangan
Pengumpulan data melalui studi lapangan yaitu untuk mendapatkan data primer,
dengan dilakukan cara :
a. Studi lapangan, yaitu dengan pengamatan langsung kepada objek
penelitian yaitu LPJU konvesional yang ada di Kampus Universitas
Muhammadiyah Makassar, sebagai bahan acuan pada perancangan dan
pemasangan serta lokasi penempatan LPJU Kampus Universitas
Muhammadiyah Makassar.
b. Wawancara, yaitu dengan cara wawancara terhadap beberapa subjek
penelitian untuk mengumpulkan data - data mengenai lampu jalan solar
cell dan lampu jalan konvensional. Wawancara dilakukan terhadap
pegawai Kampus Universitas Muhammadiyah Makassar sebagai
respondennya.
3.4.2. Studi Pustaka
Dilakukan untuk mempelajari dan menghimpun informasi yang relevan sebagai
24
bahan penunjang penelitian. Data yang diambil berasal dari jurnal, buku referensi,
artikel dari internet, prosiding, dan dokumen β dokumen.
3.5. Teknik Analisis Data
Teknik analisa ini adalah sebuah analisa yang bersifat observatif, dengan
perhitungan rumus yang ada, dan menyesuaikan kriteria Standarisasi Nasional
Indonesia ( SNI ) yang berlaku dan tertera pada PUIL ( Persyaratan Umum
Instalasi Listrik ). Menganalisa teknis terhadap LPJU yang dikerjakan untuk
mendapatkan sistem penerangan yang baik, tahan lama, aman, handal, dan sesuai
dengan kriteria pabrikasinya dan terlebih itu sesuai dengan SNI. Analisis teknik
dilakukan terhadap peralatan PJU yang terkait, tiang, lampu penerangan, dan lain
sebagainya. Berikut penjelasan peralatan yang dianalisa.
3.5.1. Lampu dan Penerangan
Yang dimaksud dengan lampu dan penerangan adalah lampu yang lengkap
dan terdiri dari sumber cahaya, elemen-elemen optik ( reflector / pemantul,
refractor / pembias, diffuser / penyebar ), elemen elektrik seperti konektor ke
power supply / sumber tenaga dan lain - lain. Untuk itu lampu sangat
membutuhkan daya ( sumber listrik ) untuk membuatnya bekerja ( hidup ) dan
akan menguras energi selama lampu tersebut bekerja ( dihidupkan ). Berikut
rumus yang digunakan untuk mencari besar energi yang digunakan pada lampu:
πΈππππ = πππππ x t ...................................................................... (3.1)
dimana :
E = beban atau energi yang dibutuhkan ( Wh / watt hour )
P = lampu atau daya beban ( watt )
25
t = lampu dalam satu hari atau lama pemakaian beban ( hour )
Dalam perancangan instalasi penerangan, ada hal yang perlu diperhatikan
untuk mendapatkan penerangan secara maksimal, agar tidak mengganggu
penglihatan akibat dari cahaya lampu tersebut. Maka dari itu dibutuhkan beberapa
perhitungan penerangan, antara lain :
a. Intensitas Cahaya
Intensitas cahaya adalah fluks cahaya per satuan sudut ruang dalarn arah
pancaran cahaya yang dapat ditulis dengan persamaan :
I = β
π€ ....................................................................... (3.2)
dimana :
I = intensitas cahaya ( candela )
β = fluks cahaya dalam lumen ( lm )
w = sudut ruang dalam steridian ( sr )
b. Iluminasi ( Intensitas Penerangan )
lluminasi adalah kuat cahaya ( fluk cahaya) yang jatuh pada suatu bidang
kerja, yang dirumuskan secara :
E= β
π΄ ....................................................................... (3.3)
dimana :
E = intensitas penerangan / iluminasi ( lux atau lm / m2 )
A = luas bidang ( m2 )
β = fluks cahaya dalam lumen ( lm )
26
Intensitas penerangan juga harus ditentukan di lokasi dimana kerjanya
dilakukan.
c. Efikasi Cahaya
Efikasi cahaya yaitu perbandingan antara fluks cahaya yang dihasilkan
oleh larnpu dengan daya listrik yang dipakai, dapat dirumuskan sebagai
berikut :
K= β π
π ....................................................................... (3.4)
dimana :
K = efikasi cahaya ( lm / watt )
p = daya lampu ( watt )
β = fluks cahaya ( lumen )
d. Efisiensi Penerangan
Efisiensi penerangan yaitu perbandingan antaran fluks cahaya yang
dipancarkan melalui armatur, dapat juga diartikan sebagai fluks cahaya
yang sampai ke objek dengan fluks cahaya yang dipancarkan oleh fluks
cahaya awal atau sumber cahaya, dapat dirumuskan sebagai berikut :
K= β π
β π ....................................................................... (3.5)
dimana :
K = efisiensi cahaya penerangan
β o = fluks cahaya yang dipancarkan oleh sumber cahaya( lumen )
β g = fluks cahaya yang dipancarkan oleh armatur ( lumen )
27
3.5.2. Tiang dan Stang Ornament
Tiang adalah salah satu komponen penting yang ada pada penerangan
jalan umum, dan berfungsi untuk tempat untuk meletakkan lampu ( beserta
armaturnya ), Solar Cell, baterai, SCC, dan sebagainya. Kemudian untuk
menentukan sudut kemiringan, supaya titik penerangan mengarah kemedian /
ketengah jalan, dapat ditemukan dalam rumus berikut :
π = ββ2 + π2 ....................................................................... (3.6)
πππ§β1 π = β
π ....................................................................... (3.7)
dimana:
T = jarak lampu ke tengah jalan
h = tinggi tiang
c = jarak horizontal lampu ke tengah jalan
Ο = sudut kemiringan stang ornament
w1 = jarak tiang ke horizontal lampu
w2 = jarak horizontal lampu ke ujung jalan
b = lebar batu jalan
o = jarak batu jalan ke horizontal lampu
T = batas kemiringan stang ornamen
3.5.3. Penghantar Listrik
Merupakan satu rakitan penghantar atau lebih, pada umumnya penghantar
itu pintalan atau pejal, yang dibungkus dengan isolasi, dan keseluruhan kabel
28
dilengkapi dengan selubung pelindung. Bagian-bagian untuk kabel tegangan
rendah yaitu :
1. Penghantar
2. Isolasi
3. Lapisan pembungkus inti
4. Pelindung mekanis
5. Selubung luar
3.5.4. Perencanaan LPJU Solar Cell
Dalam perencanaan LPJU solar cell yang sesuai dengan SNI digunakan
perhitungan secara tepat dan sesuai kebutuhan. Komponen β komponen penting
LPJU solar cell:
1. Lampu LED ( Light Emitting Diode )
2. Panel Surya
3. Solar Charge Controller ( SCC )
4. Baterai
5. Tiang
3.5.5. Analisa Ekonomi
Penerangan jalan umum solar cell ( PJUTS ) adalah penerangan yang
membutuhkan energi matahari sebagai sumber energi. PJUTS mempunyai biaya
perancangan dan perawatan yang minim, sistem pembangkitannya memerlukan
biaya investasi yang cukup besar. Sedangkan PJU konvensional, biaya investasi
yang rendah, namun biaya perancangannya besar dan selalu ada setiap periode.
29
3.6. Flowchart
Gambar 3.1 Flowchart Penelitian
30
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Lokasi Pemasangan dan Kegiatan Instalasi
Universitas Muhammadiyah Makassar beralamat di Jalan Sultan Alauddin
No.259, Gunung Sari, Kecamatan Rappocini, Kota Makassar, Sulawesi Selatan
90221.
Tiang lampu merupakan komponen penting dalam perancangan PJUTS,
untuk menopang komponen PJUTS. Jenis tiang yang digunakan yaitu octagonal
hot dip galvanized dengan tinggi sebesar 7 meter. Pemilihan jenis dan tinggi tiang
merupakan pertimbangan karena titik lokasi berada di depan Rektorat yang
dimana terdapat gedung, agar sinar matahari dapat bersinar secara optimal ke
panel surya. Panel surya pada rancangan ini memiliki kapasitas 100 wp berjenis
poly ( Polycrystalline ), Lampu yang digunakan yaitu lampu LED ( Light
Emmiting Diode ) dengan besaran daya sebesar 50 Watt 4.500 Lumen,
penggunaan lampu ini karena pertimbangan sebagai alternative solusi penghebat
biaya, karena lampu ini mengonsumsi energi lebih rendah dari lampu
konvensional lainnya, dan lampu ini juga dilengkapi dengan sensor cahaya.
Sensor akan otomatis memicu lampu jika tidak ada cahaya di sekitar, sedangkan
jika ada cahaya makan lampu akan otomatis padam. Kemudian untuk kapasitas
baterai sebesar 100 Ah berjenis VRLA.
Berdasarkan hasil pemasangan, jika baterai terisi penuh lampu akan
menyala dengan cahaya maksimal selama Β± 12 jam, dan akan padam / redup
31
ketika kapasitas baterai kosong. Jarak penyinaran optimal untuk lampu mengarah
ke tanah sebesar 5 meter, jika lebih dari itu penyinaran cahaya kurang optimal.
Desain final dari sistem standart yang telah dirancang yaitu:
Gambar 4.1 Komponen yang digunakan pada pemasangan PJUTS
Pemasangan lampu jalan tenaga surya pada tahap pertama yaitu pemilihan
jenis tiang lampu yang berjenis Octagonal Hot Dip Galvanized dengan memiliki
ketinggian sebesar 7 meter. Pemilihan tinggi sebesar 7 meter ini karena
pertimbangan lokasi titik penempatannya yang berada di depan rektorat dimana
terdapat gedung yang bisa menghalangi matahari menyinari panel surya. Secara
umum Ketinggian 7 meter adalah standar yang digunakan untuk penerangan
32
taman, parkiran, dan lain sebagainya. Demikian pemilihan jenis dan tinggi tiang
sudah sesuai dengan pertimbangan titik pemasangan.
Pemilihan jenis lampu yang akan digunakan pada PJUTS adalah Lampu
LED ( Light Emmiting Diode ), yaitu komponen elektronika yang dapat
memancarkan cahaya monokromatik yang tidak koheren dengan bentuk cahaya
elektromagnetik ketika diberi tegangan maju. Lampu LED menghasilkan warna
yang bergantung pada bahan semikonduktornya. Lampu LED mempunyai usia
pakai dan efisiensi listrik beberapa kali lipat lebih bagus dari lampu pijar, lampu
neon, dan beberapa chip juga dapat menghasilkan lebih dari 300 lumen per watt.
Lampu LED yang digunakan pada PJUTS ini adalah Lampu LED 50 Watt 4.500
Lumen, pemilihan komponen lampu ini adalah hasil pertimbangan sebagai
alternative penghematan biaya rutin pemakaian energi listrik karena penggunaan
energi lampu LED lebih rendah dari penggunaan energi pada lampu konvensional
yang lain. Keunggulan dari lampu LED sebagai berikut :
1. Umur LED Relative Lebih Panjang
Lampu ini bisa bertahan lebih tahan lama dibandingkan jenis lampu
konvensional lainnya. Lampu ini setidaknya bisa bertahan 2 - 4 kali lebih
lama dari lampu lainnya.
2. Lampu LED Lebih Hemat Listrik
Lampu LED menggunakan listrik lebih sedikit dari lampu konvensional
lainnya. Banyak studi yang mengatakan bahwa lampu LED dapat
mengefisienkan penggunaan energi sebesar 60% - 70% lebih baik dari
lampu jenis lainnya.
33
3. LED Adaptif Kepada Cuaca
Lampu LED sangat terkenal karena adaptif terhadap kondisi cuaca apapun.
Lampu LED juga beroperasi pada situasi temperatur berkisaran sangat luas
tanpa tingkat degradasi yang signifikan pada lampu.
Kemudian untuk pemilihan Panel Surya yang digunakan adalah solar cell
modul yang berjenis Polycrystalline 100 Wp, yang artinya bisa menghasilkan watt
sebesar 100 watt, voltase yang bisa dihasilkan panel surya ini yaitu 12 Volt. Panel
surya ini dapat memberikan peningkatan efisiensi sehingga dikatakan ideal untuk
aplikasi pengisian daya baterai. Salah satu keunggulan panel surya yaitu mudah
dipasang dan memiliki biaya pemeliharaan yang sangat rendah karena tidak ada
bagian yang bergerak.
Solar Charge Controller ( SCC ) yang di gunakan pada PJUTS ini adalah
tipe industrial 12 Volt 10 Amphere. Sistem dalam Solar Charge Controller
mampu menyesuaikan otomatis dan bisa bekerja secara maksimum ketika
matahari terik atau cuaca mendung. Solar Charge Controller ( SCC ) ini akurat
dalam melacak titik daya maksimal array PV. Selain itu sangat cocok digunakan
pada PJUTS yang menggunakan system Off Grid, atau biasa disebut dengan stand
alone PV yaitu sistem pembangkit yang mengandalkan energi matahari sebagai
sumber energi dengan menggunakan rangkaian panel surya untuk menghasilkan
energi listrik. Sedangkan On Grid atau biasa disebut dengan Grid Interactive /
Grid Tie yang menggunakan panel surya dimana panas matahari yang diterima
dikonversikan menjadi arus DC, dan dari arus DC dikonversikan melalui inverter
menjadi arus AC kemudian disinkronkan dengan arus listrik dari PLN untuk
34
digunakan. Ketika energi matahari yang dihasilkan berlebihan dari pemakaian,
artinya energi bisa dijual / dialirkan ke PLN melalui meteran khusus.
Sedangkan untuk pemakaian baterai pada PJUTS ini yaitu 12 Volt 100 Ah
berjenis VRLA ( Valve Regulated Lead Acid ). Baterai berjenis VRLA di desain
bisa bertahan dengan kelebihan charge atau overcharge, getaran yang
mengganggu dari luar sistem. Baterai jenis VRLA biasa dikenal dengan istilah
baterai kering atau aki kering merupakan baterai tertutup ( sealed ). Karena
bersifat tertutup maka uap yang keluar dari baterai sangat sedikit sehingga tidak
membutuhkan penambah cairan selama masa pemakaian.
Gambar 4.2 Proses Pemasangan PJUTS
Selanjutnya jika pemasangan PJUTS telah selesai, maka akan dilakukan
pengamatan kinerja yang dilakukan pada malam hari, dan ketika lampu sudah
diujicoba fungsionalitasnya.
35
Dapat kita lihat pada gambar 4.3 :
Gambar 4.3 Pengetesan Lampu PJUTS ketika selesai dipasang
Gambar 4.3 merupakan foto hasil pemasangan PJUTS, dan hasil
pengetesan lampu yang beroperasi pada hari pertama ketika selesai dipasang.
Berdasarkan pengamatan, semua komponen dapat beroperasi dengan baik. Pada
saat matahari terbit dan langit mulai terang, lampu secara otomatis padam.
4.2. Perancangan PJU
Perancangan ini direncanakan di lokasi Kampus Universitas
Muhammadiyah Makassar. Penetapan perancangan lampu penerangan jalan
umum ini disarankan untuk kita bangun di depan rektorat Universitas
Muhammadiyah Makassar. Berikut besaran kriteria penerangan jalan yang dipilih
dengan melihat standar yang telah ada:
36
Tabel 4.1 Spesifikasi Tiang PJU yang dipilih
Uraian Besaran dipilih Besaran standar
Tinggi lampu ( h ) 7 meter 10 β 15 meter
Sudut Inklinasi ( i ) 250 200-300
Jarak interval tiang 1 dan 2 40 Meter Minimum 30 meter
Jarak tiang lampu..ke tepi
jalan ( S1 )
1 meter Minimum 0,7
Jarak dari tepi ke titik
penerangan terjauh ( S2 )
13 meter
Minimum lebar badan
jalan 12 meter
4.2.1 Perencanaan Tiang PJU yang digunakan
Tiang PJU bertype octagonal hot dip galvanis dengan..konstruksi base
plate,.dimana ornament yang digunakan berlengan tunggal. Pondasi tiang lampu
terbuat dari konstruksi beton. Dengan tinggi tiang octagonal ( h ) sebesar 7 Meter,
panjang stang ornamen sebesar 1 meter dan jarak horizontal lampu pinggir jalan
( c ) sebesar 7,5 meter maka sudut kemiringan stang ornamen dapat dihitung
sebagai berikut:
π = ββ2 + π2
= β72 + 6,52 = 9.56 π
Maka,
cos π = β
π
cos π = 7
9.56
37
cos π = 42.60
Gambar 4.4 Tiang PJU ( steelindonesia.com )
4.2.2 Perhitungan Daya Lampu dan penerangan
Proyek ini menggunakan lampu LED untuk jenis lampu penerangannya,
dengan alasan lebih hemat energi dan umur pakai yang panjang sehingga sesuai
dengan sistem penerangan jalan berbasis energi surya. Lampu LED yang
digunakan yaitu lampu LED DC. sehingga pada pengoperasian tidak
membutuhkan inverter untuk mengubah arus DC.dari solar sel ke arus.AC yang
diperlukan lampu, ini dilakukan sebagai penghematanan biaya investasi.
Gambar 4.5 Lampu LED 50 Watt
Spesifikasi lampu yaitu sebagai berikut:
Tabel 4.2 Spesifikasi.lampu yang digunakan
Keterangan Spesifikasi
Jenis lampu LED
Type Ovition
38
Daya 50 watt
Tegangan 12 Volt
Tegangan 0.6 Ampere
Warna Cahaya Putih
Umur 60.000 jam
Lumen 4.500 lm
Temperatur 65000 Β± 6000 K
a. Intensitas Cahaya
I = Ο
π
I = 4500
4π±
I = 358.3 cd
b. Efisiensi Cahaya
K= pxl
β (π+π)
K= 40 x 13
7 (40+13)
K= 40 x 13
7 (40+13)
K= 1.401
Sehingga Kmin = 1.3 dan Kmax = 1.5
Maka efisiensi dari tabel dengan rp = 0,7, rm = 0,1 dan rw = 0,5 :
Ε= Επππ Kβ πΎπππ
πΎπππ₯βπΎ (Επππ₯ β Επππ)
Ε= 0.42 1.401β 1.3
1.5β1.401 (0.48 β 0.42)
39
Ε= 0.025
Maka fluks armatur,
β π΅ = π π₯ β π = 0,025 π₯ 4500 = 115.69 ππ’πππ
c. Efikasi Cahaya
K = Ο
π =
4500
43 = 104.65 lm/watt
1. Jumlah titik lampu yang dibutuhkan
Jumlah titik lampu untuk penerangan jalan sepanjang 120 meter dapat dihitung:
T = π½ππππ π‘ππ‘ππ
πππππ πππ‘πππ£ππ πππ‘ππ π‘ππππ =
120
40 = 30 m
2. Perhitungan Energi Listrik
Pukul 17.00 lampu menyala dan mati pada pukul 05.00, sehingga lampu
beroperasi selama Β±12 jam. Energi yang terpakai pada PJUTS ini adalah:
π = ( π π₯ π‘ )
π = ( 50 π₯ 12 )
π = 600 π€
4.3. Spesifikasi Penggunaan Alat
Adapun komponen PJUTS yaitu solar charge controller ( SCC ),
lampu LED, solar cell, tiang PJU, baterai, serta box panel.
1. Solar Cell
Panel yang digunakan solar cell 100 wp jenis poly
(Polycrystalline). Panel surya ini mempunyai susunan kristal yang acak.
Jenis ini perlu luas permukaan yang lebih besar jika dibandingkan
dengan monokristalin.
40
Akan tetapi,.jenis panel surya ini tetap dapat memperoleh listrik di
berbagai kondisi cuaca, bahkan pada saat mendung sekalipun.
Gambar 4.6 Solar Cell
Tabel 4.3 Spesifikasi Solar Cell yang digunakan
Keterangan Spesifikasi
Type Polycrystalline
Max. Power 100 W
Garansi + 25 Tahun
Estetika Rata-rata berwarna kebiruan
Kebutuhan area 8-9 mΒ² per 1 kWp
2. Baterai
Data baterai yang dipakai pada PJU dengan tegangan 12 volt. Jenis
VRLA dengan 100 AH. Battery Deep Cycle tipe VRLA Gel atau VRLA
AGM adalah tipe baterai yang sangat cocok dan paling banyak
digunakan, untuk sistem panel surya baik PJUTS ( Penerangan Jalan
Umum Tenaga Surya ), SHS ( Solar Home System ), PLTS (Pembangkit
Listrik Tenaga Surya), dan lain sebagainya.
41
Tabel 4.4 Spesifikasi Baterai yang digunakan
Keterangan Spesifikasi
Type Shoto
Jenis VRLA
Tegangan pengenal 12 Volt
Kapasitas arus 100 AH
Arus pada saat discharge 3020 amphere
Arus pada saat charge 30 amphere
Efisiensi baterai 90%
Baterai dikatakan normal apabila arus tersimpan di baterai tidak
boleh terkuras..lebih dari..25% sehingga DOD (deep..of discharge) =
100 % - 25 % = 75 %. Cadangan beban adalah cadangan daya untuk
beban ( lampu LED ). Apabila dalam satu hari cuaca mendung, ketika
solar cell tidak dapat menerima sinar matahari, biasanya dibuat cadangan
untuk beban dalam satu hari.
Gambar 4.7 Baterai
3. Solar Charge Controller
Solar charge controller yang dipakai pada PJUTS :
42
Tabel 4.5 Spesifikasi colar charge controller yang digunakan
Keterangan Spesifikasi
Type Sseries SC β 10DD
Tegangan nominal 12 volt (Sesuai beban)
Tegangan beban putus 11-12.02 volt
Tegangan reconek 12.8 volt
Temperature kerja -400C Λ 600C
Solar charge controller ini dapat diprogram mempunyai kemampuan
dimmable load output atau dual load. Tipe pengisiannya Pulse Width
Modulation ( PWM ), mempunyai 4 stage of charge : boost, main,
Equalization, dan float.
Gambar 4.8 Solar Charge Controller
43
BAB V
PENUTUP
5.1 KESIMPULAN
Dari bab-bab sebelumnya dapat disimpulkan sebagai berikut :
1. Penerangan jalan umum / PJU merupakan aspek penting dalam
penataan suatu daerah. PJU mempunyai peranan penting sebagai
pedoman navigasi untuk pengguna jalan pada malam hari, menambah
nilai estetika, dan juga bisa memberi nilai tambah terhadap ekonomi
pada suatu daerah.
2. Gangguan pada PJUTS biasanya disebabkan oleh adanya hubungan
singkat, terkelupasnya jaringan kabel utama dan kerusakan pada rumah
lampu ataupun komponen lain pada PJUTS.
3. Untuk mendapat fungsi maksimal pada pemasangan PJUTS harus
memperhatikan berbagai aspek, seperti titik pemasangan, tinggi tiang,
dan komponen pendukung lainnya.
5.2. SARAN
1. Dalam pemasangan PJUTS harus tetap memperhatikan ketentuan
tertentu agar dapat beroperasi secara efektif, tahan lama, dan efisien
terhadap energy maupun biaya.
2. Perlu adanya pemahaman terhadap pekerjaan tersebut baik dalam teori
maupun praktek, agar mempermudah dalam melakukan perawatan dan
perbaikan kerusakan kedepannya.
3. Jika terdapat keadaan yang tidak normal harus segera dilakukan
44
investigasi agar tidak berdampak pada komponen lainnya.
4. Dalam pemilihan pengamanan/system proteksi harus dilakukan dengan
perhitungan yang tepat agar tidak berdampak pada terbakarnya
komponen.
5. Penggunaan komponen yang telah teruji agar komponen tidak cepat
rusak dan .
DAFTAR PUSTAKA
Putri Sundari, Niar Suwiarti, S., Amma Muliya, R., & Toto Wardoyo. 2018.
Proposal Instalasi Penerangan Jalan Umum Tenaga Surya (PJUTS) Jalan
Tol Probolinggo-Banyuwangi. Fakultas Teknik Mesin & Dirgantara-Institut
Teknologi Bandung.
Azmal Harun Arrasyid, Didik Notosoedjono, Hasto Subagya. 2016. Analisis
Perencanaan Penerangan Jalan Umum Dan Lampu Taman Berbasis
Photovoltaik di Universitas Pakuan Bogor. Program Studi Teknik Elektro,
Fakultas Teknik Universitas Pakuan.
Departemen Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara SNI 7391:2008 tentang
Spesifikasi penerangan jalan di kawasan perkotaan.
Direktorat Jenderal Bina Marga. 1992. Spesifikasi Lampu Penerangan Jalan
Perkotaan Jakarta.
PERMEN PU No.16/PRT/M/2014 tentang Standar Pelayanan Minimal Jalan Tol.
Raymond Simanjorang.Merencanakan PJU Tenaga Surya. PT Hexamitra Daya
Prima.
SNI 7391:2008 tentang Spesifikasi penerangan jalan di kawasan perkotaan.
Undang-undang Nomor 26 tahun 1985.
46
Lampiran 1. Kampus Universitas Muhammadiyah Makassar dan Lokasi
Pemasangan PJUTS.
47
Lampiran 2. Pengecekan Komponen PJUTS
48
Lampiran 3. Pemasangan Tiang dan Komponen PJUTS
49
Lampiran 4. Spesifikasi Panel Surya
50
Lampiran 5. Spesifikasi SCC
51
Lampiran 6. Spesifikasi Baterai
52
Lampiran 7. Spesifikasi Lampu LED
53
Lampiran 8. Undang β Undang Nomor 26 Tahun 1985
