sistem eventsequencesolartrackerdualaxis untuk

JURNAL ELKOLIND, JULI 2016, VOL. 03, NO.3 53

SISTEM EVENT SEQUENCESOLAR TRACKER DUAL AXIS UNTUKFRESNEL STILL PANEL CSP (CONSENTRATED SOLAR POWER)

Ardian Dwi Primanda, Yulianto,Hariyadi Singgih

Abstrak – Saat ini energi alternatif yangterbaharui seperti energi matahari banyakdigunakan, seiring banyaknya orang yang mulaipeduli dengan masalah lingkungan disekitar yangdisebabkan oleh polusi serta terkait denganketersediaan bahan bakar fosil yang makinmenipis. Salah satu alat yang memanfaatkanenergi matahari adalah CSP (Consentrated SolarPower) menggunakan lensa fresnel.Tujuan utamadari penelitian ini adalah untuk mendapatkanpanas terkonsentrasi dari matahari denganmenggunakan solar tracker panel cspsehinggadapat seoptimal mungkin mendapatkan panasdari sinar matahari serta merancang danmengimplementasikan PID pada solar trackerdual axis panel csp.Dalam penelitian inidigunakan lensa fresnel PMMA (Polymethyl-methacrylates) yang mempunyailuasan penangkapan 1,1 m2, ketebalan 3 mm,dan panjang fokus 1,3 m serta memiliki 2 buahtracker yang digunakan untuk pengaturan posisicsp terhadap posisi matahari secara otomatis.Dari hasil pengujian didapatkan bahwa tingkatjumlah suhu titik fokus panas tertinggi beradapada jam 12.00 sampai 13.00 dengan suhutertinggi berkisar 1770C dan didapatkan nilaiparameter PID pada tracker A dengan nilai Kp =4.872 , Ki = 32 , Kd = 8 dan pada tracker Bdengan nilai Kp = 5.58 , Ki = 18 ,Kd = 4.5 padamotor agar pergerakan motor pada trackerdapat berjalan lebih stabil.Kata Kunci – Consentrated Solar Power, SolarTracker, Dual Axis, PID.

Ardian Dwi Primanda adalah Mahasiswa D4 TeknikElektronika Jurusan Teknik Elektro Politeknik NegeriMalang, email: [email protected]

Yulianto adalah dosen Jurusan Teknik ElektroPoliteknik Negeri Malang

Hariyadi Singgih adalah dosen Jurusan Teknik ElektroPoliteknik Negeri Malang.

I. PENDAHULUANaat ini energi alternatif yang terbaharuiseperti energi matahari banyak digunakan,seiring banyaknya orang yang mulai peduli

dengan masalah lingkungan disekitar yangdisebabkan oleh polusi serta terkait denganketersediaan bahan bakar fosil yang makin menipis.Energi matahari adalah salah satu energi yangdimanfaatkan oleh banyak orang karenaketersediaannya yang melimpah walaupun hanyapada waktu-waktu tertentu saja, tetapipemanfaatannya juga belum optimal.Hal inidikarenakan sifat energi matahari dipengaruh olehrotasi dan revolusi bumi.

Indonesia terletak di garis katulistiwa, sehinggaIndonesia mempunyai sumber energi surya yangberlimpah dengan intensitas radiasi matahari rata-rata sekitar 4,8 kWh/m2 per hari di seluruh wilayahIndonesia. Indonesia mempunyai cuaca kondisicerah pertahun (sunshine hours annually) adalahsekitar 2975 jam atau 124 hari sedangkan rata-ratalamanya penyinaran sekitar 8,2 jam perhari(KESDM, 2010). Potensi tenaga surya dapatmencapai 5,1 kWh/m2/hari (Indonesia Timur) dan4,5 kWh/m2/hari (Indonesia Barat) rata-rata/tahun.Bahkan, menurut catatan National RenewableEnergy Laboratory (NREL-USA), Potensi energisurya di Indonesia diperkirakan mencapai4.967.990.841 MWh/tahun dan menduduki rangking18 terbesar di dunia (Asrori, 2015).

Salah satu alat yang memanfaatkan energimatahari adalah CSP (Consentrated Solar Power)menggunakan lensa fresnel. Kendala utama cspadalah efisiensinya yang masih relatif rendah.Supaya intensitas yang dihasilkan csp selalu optimalmaka perlu dilakukan pengaturan posisi csp terhadapposisi matahari secara otomatis. Sistem yangdigunakan untuk pengaturan tersebut dinamakansistem solar tracking.

Permasalahaanya saat ini adalah bagaimanamenggunakan CSP (Consentrated Solar Power)untuk lensa fresnel secara optimal dan bagaimanakita dapat mengontrol solar tracker menggunakanCSP agar solar tracker tersebut dapat selalu tegaklurus dengan arah sinar matahari. Pengaturan arahpanel CSP kurang efektif jika dilakukan secaramanual oleh manusia. Dengan demikian perlu dibuatsebuah sistem kontrol yang dapat mengatur arahpanel CSP tersebut.

Dalam upaya sistem pantul pada fresnel still inimenggunakan sistem event sequence untukpengaturan pergerakan pada tracker solar panel(CSP). Dengan sistem ini diharapkan tracker dapatbekerja mengikuti cahaya matahari secara langsungdengan bantuan sensor cahaya sehingga data dapatdiolah secara langsung. Solar tracker inimenggunakan sistem close loop dimana selisihantara sinyal masukan dan sinyal umpan balik (yangdapat berupa sinyal keluaran atau suatu fungsi sinyalkeluaran atau turunannya, diumpankan ke kontroleruntuk memperkecil kesalahan dan membuat agarkeluaran sistem mendekati harga yang diinginkan.

Dari permasalahan diatas diharapkan dapatmerancang sistem panel csp (consentrated solarpower)untuk lensa fresnel denganmengkombinasikan antara penjejak matahari (solartracking) dan lensa fresnel sehingga dapatmengoptimalkan intensitas cahaya matahari danefisiensinya pun bertambah.

S


II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Fresnel Solar ConsentratorLensa fresnel adalah sebuah lensa yang

dikembangkanoleh seorangfisikawan berkebangsaanPerancis, Augustin Jean Fresnel untuk aplikasi padamercusuar. Konstruksi lensa didesain denganpanjang fokus yang pendek, jarak fokus takterhingga dan tebal lensa yang sangat tipis jikadibandingkan dengan lensa konvensional, agar dapatmelewatkan lebih banyak cahaya sehingga lampumercusuar dapat terlihat dari jarak yang lebih jauh.(Edhi Budiharso, 2012) Lensa fresnel adalah lensacekung yang seperti kaca pembesar yang fungsinyauntuk memfokuskan sinar matahari ke solar sel(biasanya kalau untuk membuat api, lensa diarahkanke matahari, maka selembar kertas dibawahnya akanterbakar). Side fresnel yang benar akan mentransfercahaya maksimum dengan target terfokus dan lensadapat menyerap energi matahari sekitar 25% lebihkuat daripada lensa/kaca biasa. Menurut Menghaniet.al (2012), ada dua tipe fresnel yaitu lensa bias(refractive lens) dancermin bias (reflective mirrors).Lensa fresnel bias sebagian besar digunakan dalamaplikasi fotovoltaik sedangkan cermin reflektifbanyak diaplikasikan dalam solar thermal.Digunakannya Fresnel lense pada pemfokusancahaya surya(matahari) karena disain optical Lensafresnel lebih fleksibel dan dapatmenghasilkankerapatan fluks yang seragam pada receiver/targetpenerima(Sudjito, 2014)

Gambar 2.1Fresnel Solar Consentrator*) Sumber: (Sudjito, 2014)

2.2 Modul Penggerak2.2.1 Motor DC Gear Box

Motor DC gear box yaitu motor DC yangtelah dilengkapi dengan sejumlah gear, sehinggamenghasilkan putaran torsi yangbesar.Untukmemperkuat torsi sebuah motor yang biasanyadinyatakan dalam kg-cm digunakan gear reduksi.Torsi diukur berdasarkan kemampuan sebuah tuassepanjang 1 cm untuk menggerakkan benda sebesarx kg.

2.2.2 Driver Motor L298L298 adalah contoh IC yang dapat digunakan

sebagai driver motor dc. IC ini menggunakanprinsip kerja H-Bridge. Tiap H-Bridge dikontrolmenggunakan level tegangan TTL yang berasal darioutput mikrokontroler. L298 dapat mengontrol 2

buah motor dc. IC driver L298 yang memilikikemampuan menggerakkan motor DC sampai arus2A dan tegangan maksimum 40 VoltDC untuk satukanalnya.

2.3 Sensor Suhu Resistive Temperature Detector(RTD) PT100PT100 terbuat dari logam platinum. Oleh

karenanya namanya diawali dengan ‘PT’. DisebutPT100 karena sensor ini dikalibrasi pada suhu 0°Cpada nilai resistansi 100 ohm.ResistanceTemperature Detector (PT100) digunakanpada kisaran suhu -200 oC sampai dengan 650 oC.

2.4 Sensor Cahaya (Phototransistor)Phototransistor adalah Transistor yang dapat

mengubah energicahaya menjadi listrik danmemiliki penguat (gain) Internal.Penguat Internalyang terintegrasi ini menjadikan sensitivitasataukepekaan Phototransistor menjadi baik. Cahaya yangditerima olehPhototransistor akan menimbulkan aruspada daerah basisnyadan menghasilkan penguatanarus hingga ratusan kalibahkan beberapa ribu kali.Phototransistor juga merupakankomponenelektronika yang digolongkan sebagai Transduser.

2.5 Mikrokontroller ATmega16Mikrokontroler merupakan sebuah sistem

komputer yang seluruh atau sebagian besarelemennya dikemas dalam satu chip IC, sehinggasering disebut single chip microkomputer.

ATmega 16 adalah salah satu jenismikrokontroler CMOS 8-bit buatan ATMELkeluarga AVR. IC ATmega 16 mempunyai empatbuah port. Port A sebagaiinput pengonversi darisinyal analog menjadi sinyal digital. Port B dapatdifungsikan sebagai port download dan uploadprogram. Port C sebagai port I/O biasa. Dan port Ddapat digunakan sebagai port komunikasi serial.

Gambar 2.2Pin Konfigurasi ATmega 16*) Sumber: (Datasheet ATmega16)

2.6 Kontrol PID(Proportional – Integral –Derivatif)PID (Proportional Integral Derivatif ) merupakan

kontroler untuk menentukan presisi suatusistem instrumentasi dengan karakteristik adanyaumpan balik pada sistem tesebut. Komponenkontroler PID ini terdiri dari tiga jenis yaitu:Proportional, Integratif dan Derivatif. Ketiganya


dapat dipakai bersamaan maupun, sendiri-sendiritergantung dari respon yang kita inginkanterhadap suatu plant (Ogata, 1970).

Setiap kekurangan dan kelebihan dari masing-masing pengontrol P, I dan D dapat saling menutupidengan menggabungkan ketiganya secara paralelmenjadi pengontrol proposional plus integral plusderivative (pengontrol PID). Elemen-elemenpengontrol P, I dan D masing-masing secarakeseluruhan bertujuan untuk mempercepat reaksisebuah sistem, menghilangkan offset danmenghasilkan perubahan awal yang besar(Guterus,1994).

Gambar 2.3 menunjukkan blok diagrampengontrol PID.

Gambar 2.3Blok diagram pengontrol PID*) Sumber: (Ogata, 1997)

Sehingga persamaan untuk kontrol PID adalah:

dengan:m(t) = sinyal output pengendali PIDKp = konstanta proportionalTi = waktu integralTd = waktu derivativeKi = konstanta integral (Kp⁄Ti )Kd = konstanta derivative (Kp.Td )e(t) = sinyal error = sinyal input – sinyal umpanbalik

Metode kurva reaksiSkripsi ini menggunakan PID Ziegler Nichlos

kurva reaksi metode klasikal. Setelah mendapatkanrespon dari plant berupa grafik maka dari grafiktersebut akan dilihat nilai yang digunakan untukmemenuhi rumus dari kurva reaksi klasikal.

Gambar 2.4 Kurva Reaksi*) Sumber: (Ogata, 1997)

Seperti yang terlihat pada gambar 2.4terdapat beberapa variabel yaitu Mu, Xo, T dan Tdead.Variabel-variabel tersebut digunakan untuk mencarinilai Ko. Diamana nilai Ko merupakan nilai Kp padatabel rumus perhitungan kurva reaksi. Untukmencari nilai Ko sendiri dapat dilihat pada rumusdibawah ini :

迠迠

Ko = nilai dari parameter P (proportional)Xo = Nilai perubahan pada sistemMu = Nilai akhir yang mencapai respon pada

kondisi stabilT = Waktu saat respon terjadiTdead = Waktu yang dibutuhkan saat gangguan

hingga terjadi perubahan

Tabel 1. Rumus Perhitungan Kurva Reaksi MetodeKlasikal*) Sumber: (Ogata, 1997)

Kc Ti TdP K0

PI 0.9 K0 3.3 tdeadPID 1.2 K0 2 tdead 0.5 Tdead

III. METODOLOGI3.1 Perancangan Hardware

Gambar3.1Diagram Blok Perancangan Hardware

3.2 Prinsip Kerja AlatSebuah solar tracker CSP panel dengan

menggunakan sistem event sequence. Dengan sistemevent sequence ini diharapkan tracker dapat bekerjamengikuti cahaya matahari secara langsung denganbantuan sensor cahaya sehingga data dapat diolahsecara langsung. Sistem ini menggunakan sistemclose loop. Solar tracker CSP panel tersebutmenggunakan sesnsor cahaya dan denganmenggunakan mikrokontroller sebagai pengolahdata.

Cara kerja alat ini adalah sensor cahayasebagai indikasi intensitas cahaya dari sel suryaterhadap tracker fresnel solar panel (CSP) mencaridatangnya cahaya matahari paling kuat kemudiansensor memberikan informasi kepadamikrokontroller, arah pergerakan solar tracker CSPpanel menggunakan algoritma PID dimana algoritmatersebut untuk mengendalikan motor gearbox


mengikuti intensitas cahaya matahari. Tracker akanbergerak apabila pada kondisi sebuah sensormempunyai kepekaan terkuat maka tracker akanbergerak menuju arah tersebut hingga didapatkansuatu kondisi kepekaan sensor terkuat tersebut samadengan kepekaan yang diterima oleh sensor sebagaipembandingnya maka tracker akan berhenti bergerak.

3.3 Spesifikasi Alat3.3.1 Desain Elektronik• Mikrokontroller ATmega16• Driver Motor ( L298)• Motor DC gearbox • RTC Module DS1307• Sensor Cahaya (Phototransistor)• Sensor Gyro MPU6050• Sensor Suhu• Laptop / PC3.3.2 Desain Mekanik• Dimensi Fresnel CSP (Model Cermin

Cembung)a. P x L : 1,1 m x 1,1 mb. Focal length : 1,3 mc. Bahan :PMMA (Polymethyl

Methacrylate)• Tracker Fresnel CSPa. P x L : 1,2 m x 1,2 mb. Tinggi :15 cmc. Bahan : Stainless

Gambar3.2Solar Tracker 2 axis Panel CSP denganfresnel

3.4 Rangkaian Driver Motor L298Pada driver motor ini digunakan IC L298

yang nantinya akan mengoprasikan motor yangdapat bergerak CW maupun CCW. Pada rangkaiandriver ini terdapat inputan yang di supply 12V danterdapat komponen lainnya yaitu dioda 1N4004 8buah agar tidak adanya tegangan balik ke motor.Kemudian akan mengaktifkan setiap gerbang yangada di IC L298 melalui Enable. Sedangkan terdapat4 port inputan dari driver yang akan terhubungdengan mikrokontroller.Output driver motor sendiriterdapat 6 output yang terhubung langsung padamotor beserta GND.

Gambar3.3 Rangkaian Driver L298

3.5 Desain Pengkondisi Sinyal PT100PT-100 digunakan untuk membaca suhu yang

terdapat pada titik panas darilensa.Rangkaianpengkonsisi sinyal PT-100 dapatdilihat pada gambar 3.8 berikut ini :

Gambar 3.4 Rangkaian Pengkondisi Sinyal

Sensor suhu PT100 ini dihubungkan denganresistor R1, R2 dan Rpem sehingga membentukrangkaian jembatan wheatstone.

Berdasarkan rumus jembatan wheatstonemaka diperoleh nilai Rpem yang digunakan untukmenyetimbangkan resistansi dari sensor PT100.Resistansi yang diukur yaitu pada saat suhu 700Cmenggunakan persamaan di bawah ini :

Rpem

h

Keterangan :R1 = nilai R1 sebesar 10000 ΩR2 = nilai R2 sebesar 10000 ΩRPT100 = nilai RPT100 sebesar 100 ΩRpem = Rpem merupakan R penyetimbang

Berdasarkan perhitungan pembagi teganganpada jembatan wheatstone maka didapatkan nilai Vadan Vb dengan menggunakan Persamaan di bawahini :

Saat 70 °C (Min):ΔV Va − Vb

ΔV7

hh

th

7퓌

7퓌

i

h

Saat 250 °C (Max)

ΔV

hh

th

i

i

R110k

RPT100

R210k

RPEM100

R3100

R4100

R52k3

R62k3

3

21

84

U1:A

LM358N


i i

h

Sehingga sensitivitas sensor suhu PT100dapat dicari dengan menggunakan persamaan dibawah ini :

htݏttݏ h迠ݏ h

h °C

Output dari sensor suhu PT100 agar dapatdiolah mikrokontroller perlu dihubungkan denganADC. ADC dari mikrokontroller yang digunakanadalah menggunakan 10 bit dengan Vref yangdigunakan adalah 5 V. Maka didapatkan sensitifitasADC dengan menggunakan Persamaan dibawah ini :

htݏttݏ th

ݏ

htݏttݏ th

퓌h

Sehingga dibutuhkan penguatan dalamrangkaian pengkondisi sinyal dengan perhitunganmenggunakan persamaan dibawah ini :

th htݏttݏ th

htݏttݏ hݏh

th 퓌hh

ht

Rumus penguat differensiator adalah :ΔV =

Maka dapat ditetapkan bahwa nilaiR3=100ohm dan R5=2k3, dengan nilai R3= R4 danR5=R6.

3.6 Perancangan Sensor PhototransistorPada alat ini menggunakan phototransistor

yang dipasang sebagai pelacak arah fokus datangnyasinar matahari, dimana pada setiap tracker terdapatdua buah phototransistor yang berfungsi sebagaipembanding kuat cahaya yang diterima sensor padakondisi terfokusnya.

Gambar 3.5Rangkaian Sensor PhototransistorPhototransistor akan menangkap cahaya

matahari yang kemudian dirubah besarannyamenjadi nilai resistansi terbalik dengan kuat cahayayang diterima. Nilai resistansi Phototransistor ketikamenerima cahaya matahari dengan intensitas yangterang adalah sekitar ± 15 Ω. Sedangkan nilairesistansi Phototransistor ketika tidak mendapat

cahaya sama sekali (dalam kondisi gelap) adalahsekitar ± 4 MΩ.

Pada Gambar 3.6Phototransistor danresistor 470 Ω dikonfigurasikan sebagai rangkaianpembagi tegangan dengan posisi Phototransistordiatas, maka ketika ada cahaya, rangkaian akanmenghasilkan tegangan keluaran dengan kisaranantara 0- 5V. Perhitungan tegangan keluarannyaadalah : Kondisi gelap dengan tahanan Phototransistor 4

MΩ dan diasumsikan menggunakan resistor470 Ω

Vout 7

7 M 㔸퓌7

Kondisi terang dengan tahanan Phototransistor15 Ω dan diasumsikan menggunakan resistor470 Ω.

Vout 7

7 㔸퓌㵩

Tegangan keluaran yang dihasilkan rangkaiansensor cahaya ini mempunyai range antara 0 – 5 volt,jadi keluaran ini tidak memerlukan pengkondisisinyal sehingga dapat langsung dipakai sebagaimasukan pada ADC mikrokontroler ATMega16.

3.7 Perancangan Minimum SistemPada perancangan sistem ini menggunakan

minsys dari mikrokontroler tipe ATmega 16 karenafungsinya sudah memenuhi kebutuhan dari sistemini, seperti kapasitas memory, ADC, PWM, USBserial, dll. Berikut adalah rangkaian minimum systemATmega 16 :

Gambar 3.6Minimum Sistem ATmega16

3.8 Perancangan PIDPada perancangan kontrol PID dibutuhkan

umpan balik yang diproses oleh rumus PID.Umpanbalik diperoleh dari pembacaan sensor cahaya yangnantinya menjadi perhitungan rumus osilasi padasebuah program. Gambar 3.11 menunjukkandiagram blokPID


Gambar 3.7 Diagram Block Kontrol PID3.8.1 Respon Plant Pada Tracker A

Gambar 3.8Respon Plant Pada Tracker A

Cara mencari parameter kontrol PID1. Mencari nilai Tdead dan Mu

Tdead = 16sMu = 120

2. Mencari nilai Ttengahht 퓌

퓌 㵩㵩

hݏ ht

㵩㵩

㵩 퓌

3. Mencari nilai T menggunakan persamaangaris lurus

y1 = 70 x1=16y2 = 95 x2=48

7i 7

㵩퓌 㵩

7

㵩

퓌

Nilai y merupakan nilai sudut dan xmerupakan nilai waktu. Sehingga apabila nilai y

pada garis singgung adalah 120 (Mu) maka nilai xadalah sebagai berikut :

퓌 퓌퓌 퓌퓌 퓌

퓌

퓌 퓌 㵩㵩

4. Mencari nilai K0

迠迠

㵩㵩

7퓌퓌i

6

Dari perhitungan diatas didapatkan nilai Ko=4.06 dan selanjutnya nilai dari Ko dapat digunakanuntuk melengkapi nilai dari rumus perhitungankurva reaksi.

Kp = 1.2 Ko

= 1.2 x4.06= 4.872

Ki = 2 tdead= 2 x 16= 32

Kd = 0.5 tdead= 0.5 x 16= 8

3.8.2 Respon Plant Pada Tracker B

Gambar 3.9Respon Plant Pada Tracker B


Kp = 1.2 Ko

= 1.2 x4.65= 5.58

Ki = 2 tdead= 2 x 9= 18

Kd = 0.5 tdead= 0.5 x 9= 4.5

IV. PENGUJIAN DAN ANALISA

4.1 Pengujian PhototransistorPengujian ini dilakukan dengan mengukur

tegangan keluaran pada saat terkena cahaya matahari.Pada dasarnya rangkaian sensor phototransistor inimenggunakan rangkain pembagi tegangan.

Tabel 2.Pengujian Phototransistor

Jam ADC Tegangan (V)

09.00 529 2,2809.30 604 2,7210.00 657 3,3010.30 766 3,5211.00 774 3,5711.30 788 3,6012.00 793 3,6612.30 794 3,7313.00 796 3,7013.30 644 3,3214.00 587 3,3014.30 325 2,6815.00 286 2,15

Melihat dari data diatas ketika sensor dalamkeadaan terang maka tegangan yang dihasilkanadalah high. Semakin tinggi intensitas cahayamatahari maka tegangan keluaran yang dihasilkantinggi dan sebaliknya semakin kecil intensitasmatahari tegangan keluaran akan semakin kecil.

4.2 Pengujian Driver Motor L298Untuk membuktikan tabel kebenaran IC driver

motor L298 maka telah dilakukan pengukurantegangan input dan output untuk masing-masingmotor.

Tabel 3. Data Hasil Pengukuran Driver Motor L298Untuk Motor A

Plus_A Minus_A Out1 Out2 Keterangan0 0 0 0 Diam1 0 4,8 0 Putar Kiri0 1 0 4,8 Putar Kanan1 1 4,8 4,8 Diam

Tabel 4. Data Hasil Pengukuran Driver Motor L298Untuk Motor B

Plus_B Minus_B Out3 Out4 Keterangan0 0 0 0 Diam1 0 4,8 0 Putar Kiri0 1 0 4,8 Putar Kanan1 1 4,8 4,8 DiamSetelah pengujian dapat disimpulkan bahwa

driver motor tersebut dapat bekerja dengan baik,yaitu dapat mengontrol pergerakan motor DC.Pergerakan motor tergantung dari input logika yangdiberikan pada pin input driver. Motor DC akan aktifapabila salah satu pin input diberikan logika “1”(high).

4.3 Pengujian sensor suhu PT-100 denganManual TrackingPengujian suhu PT100 ini bertujuan untuk

mengetahui berapa suhu panas yang diteruskanmelalui lensa fresnel setelah berkas cahayadipantulkan dari plat-plat collector yang terbuat daristainless. Pengujian ini dilakukan denganmenggerakkan posisi tracker secara manual sampaididapatkan suhu panas yang terkosentrasi dandibandingkan antara PT100 dengan alat ukurthermometer.

Tabel 5. Hasil pengujian PT 100Waktu Thermometer

(0C)PT 100(0C)

Eror (%)

10:00 77 74 3,8910:15 93 90 3,2210.30 109 103 5,510.45 104 101 2,8811:00 136 130 4,4111.15 136 129 5,1411:30 124 120 3,22

Dari tabel hasil pengujian suhu diatas saatpergerakana tracker secara manual didapatkan hasilsuhu yang tidak stabil atau mengalami grafikperubahan flluktuatif. Sebagaimana dapat dilihatpada Gambar 4.1

Gambar 4.1 Perubahan suhu saat manual tracking

Rata-rata %error yang didapatkan adalah 4,0%.Hal ini disebabkan karena matahari berubah posisidan cuaca juga sangat mempengaruhi perubahansuhu yang dihasilkan saat diteruskan melalui lensafresnel.


Gambar 4.2Pengukuran Suhu Panas melalui LensaFresnel

4.4 Pengujian Kontroller PIDPengujian ini dilakukan untuk mengetahui

sistem keseluruhan apakah dapat bekerja denganbaik atau tidak

4.4.1 Pengujian Kontrol PID Pada Tracker A

Gambar 4.3Grafik PID pada Tracker A

Pada gambar 4.2 Menunjukkan bahwa padasaat Kp = 4.872, Ki = 32 dan Kd = 8dapatmembentuk kurva respon yang memiliki performarespon sebagai berikut :

Tabel 6.Performa Respon PID pada Tracker APerforma Respon Kp = 4.872, Ki = 32 dan Kd = 8

Delay Time 40 detikRise Time 80 detikPeak Time 81detikSettling Time 82 detikError Steady State 0,83%Maximum Overshoot 1,6%

4.4.2 Pengujian Kontrol PID Pada Tracker B

Gambar 4.4Grafik PID pada Tracker A

Pada gambar 4.3 Menunjukkan bahwa padasaatKp = 5.58, Ki = 18 dan Kd = 4.5dapatmembentuk kurva respon yang memiliki performarespon sebagai berikut :

Tabel 7.Performa Respon PID pada Tracker BPerforma Respon Kp = 5.58, Ki = 18 dan Kd = 4.5

Delay Time 23,5 detikRise Time 47 detikPeak Time 48,5 detikSettling Time 49 detikError Steady State 0,41%Maximum Overshoot 3,1%

4.5 Pengujian Sistem Tracker FresnelPada pengujian tracker ini, pergerakan

penjejakan diatur oleh PID kontroller dengan sensormasukan Phototransistor yang akan diolah oleh PIDkontroller untuk menggerakan motor DC. Pengujianini bertujuan untuk mengetahui apakah semua sistemdapat berjalan sesuai apa yang diinginkan sertapengambilan data untuk dianalisa.

Tabel 8. Pengujian Sistem Tracker FresnelWaktu

PengujianTracker A(Derajat)

Tracker B(Derajat)

Suhu (C0)

09.00 450 700 700C09.30 520 700 770C10.00 550 730 1000C10.30 620 730 1080C11.00 670 700 1360C11.30 700 700 1400C12.00 950 730 1770C12.30 1000 700 1750C13.00 1150 700 1700C13.30 1170 700 1200C14.00 1200 700 1080C14.30 1270 700 790C15.00 1300 700 750C

Gambar 4.5Grafik Perubahan Suhu

Dari data pengujian yang didapat denganmenggunakan solar tracking dan lensa fresnelsebagai konsentrator panas surya, suhu tertinggipada titik fokus berkisar 177 0C dan didapatkanbahwa tingkat jumlah suhu titik fokus panastertinggi berada pada jam 12.00 sampai 13.00. halini disebabkan karena matahari tepat berada tegaklurus. Namun masih terdapat error fokus terhadapsistem ini dikarenakan posisi tracker mekanik yangmasih belum sempurna


Tabel 9.Error FokusNO Gambar

1

2

3

Error terjadi karena masih kurangsempurrnanya mekanik pada tracker karena trackerseharusnya dapat bergerak melebar serta kurangtepatnya posisi mekanik terhadap posisi 00 atau padaposisi utara pada saat mengeset (penempatan) posisiawal mekanik serta perlu sedikit perbaikan padaposisi sensor cahaya. Namun meskipun masih adaerror fokus tetapi kontrol sudah dapat berjalanseperti apa yang diinginkan yaitu dapat berfungsinyasensor cahaya yang digunakan untuk trackingcahaya matahari dan kontrol PID pada motor untukmenggerakan tracker agar lebih stabil. Serta berhasilterbakarnya sebuah benda karena cahaya matahariyang semakin fokus. Dengan suhu yang dihasilkanantara 70 0C - 1770C.

V. PENUTUP

A. Kesimpulan1. Dengan menggunakan solar tracking dan lensa

fresnel sebagai konsentrator panassurya, totaljumlah energi yang dihasilkan lebih optimaldan suhu teringgi pada titik fokus berkisar1770C

2. Dari hasil pengujian didapatkan bahwa tingkatjumlah suhu titik fokus panas tertinggi beradapada jam 12.00 sampai 13.00. Hal inidisebabkan karena matahari tepat berada tegaklurus.

3. Pada sistem ini menggunakan kontrol PID dandidapatkan nilai parameter PID pada tracker Adengan nilai Kp = 4.872, Ki = 32 , Kd = 8 danpada tracker B dengan nilai Kp = 5.58, Ki =18 ,Kd = 4.5

B. SaranUntuk pengembangan lebih lanjut dapat

dilakukan perbaikan pada mekanik, maupunaktuator sehingga mampu untuk bekerja lebihoptimal ataupun mencoba menggunakan sistemkontrol yang lain dan juga dilakukan penggujiandengan kondisi berbeda serta parameter lainnyayang mempengaruhi.

DAFTAR PUSTAKA.[1] Asrori, Soeparman, Sudjito, dkk. 2015. Potensi

Lensa Fresnel Sebagai Solar ThermalConcentrator Untuk Aplikasi SolarDomestic (Heating and SolarCooking).Seminar Nasional Teknologi2015. Institute Teknologi Nasional Malang.

[2] Saputra, Muhammad Adhijaya, MuhammadFadli Azis, dkk. 2014. Inovasi PeningkatanEfisiensi Panel Surya Berbasis FresnelSolar Concentrator Dan Solar Tracker.Jurnal Teknik Elektro Institute TeknologiSepuluh Nopember Surabaya

3Soeparman, Sudjito, Slamet Wahyudi, dkk. 2014.Konsentrator Lensa Fresnel : KajianPemanfaatan Energi Panas MatahariUntuk Aplikasi Kompor Surya. ProsidingSENTIA 2014-Politeknik Negeri Malang.

Error Fokus terbesarpada jam 09.30sebesar 30 cm

Tidak ada errorpada jam 12.00 -13.00

Error fokussebesar 15 cmpada jam 02.30

sistem eventsequencesolartrackerdualaxis untuk

Documents