Analisis Kinerja Pompa AC Submersible Tenaga Surya terhadap Variasi Diameter dan Ketinggian Pipa Luaran untuk Pengisian Tandon Air Irigasi

Abstract

Petani di banyak daerah terpencil Indonesia masih mengandalkan pompa diesel untuk mengairi lahan, padahal harga bahan bakarnya terus naik. Panel surya menjadi solusi alternatif yang lebih hemat dan tidak mencemari lingkungan. Pada rancangan awal penelitian ini, pompa DC 250 Watt tidak mampu mengangkat air ke tandon akibat daya angkatnya tidak cukup melawan beban head dan gesekan sepanjang pipa. Karena itu pompa diganti dengan pompa AC submersible HCL Pump (220 V, 0,18 kW, head 14–34 m) yang memang dirancang untuk kondisi angkat tinggi. Pergantian ini mengharuskan penambahan inverter agar arus DC baterai bisa diubah menjadi AC 220 V untuk pompa. Penelitian dilaksanakan di Istana Kebun, Jember menggunakan sistem PLTS 200 Wp. Pengujian dibagi dua kondisi: Kondisi 1 menyuplai pompa dari baterai 12 V 100 Ah terisi penuh (tegangan AC stabil 186 V), sedangkan Kondisi 2 menghubungkan pompa langsung ke panel surya tanpa baterai di empat waktu berbeda (08.00, 10.00, 12.00, 14.00 WIB). Variabel yang diuji meliputi dua diameter pipa (5/8 inci dan 1/2 inci) dan lima ketinggian (2,45 m; 3,68 m; 4,90 m; 6,13 m; 7,40 m), diulang tiga kali setiap kombinasi. Debit dihitung dari 50 liter air dibagi waktu pengisian. Kondisi 1 menunjukkan debit turun seiring naiknya ketinggian. Pipa 5/8 inci turun dari 0,782 menjadi 0,449 L/s, sedangkan pipa 1/2 inci hanya turun sekitar 0,893 menjadi 0,679 L/s. Pipa 1/2 inci selalu menghasilkan debit lebih besar di ketinggian 7,40 m dengan konsumsi daya yang hampir sama antara kedua diameter (selisih kurang dari 10 W, berkisar 471–497 W). Pada Kondisi 2, pompa tidak beroperasi di semua waktu uji. Daya AC tertinggi yang terukur hanya 139,93 W (5/8 inci) dan 86,71 W (1/2 inci) saat pukul 12.00, jauh di bawah kebutuhan pompa. Ketinggian pipa berpengaruh nyata terhadap debit pompa dengan demikian semakin tinggi tandon, debit makin turun. Pipa 1/2 inci lebih unggul dari 5/8 inci di semua kondisi dengan debit lebih besar dengan daya yang hampir setara, menjadikannya pilihan yang lebih efisien. Pengujian Kondisi 2 membuktikan panel 200 Wp tidak cukup untuk mengoperasikan pompa ini secara langsung. Baterai wajib ada karena selain menyimpan energi, baterai menyediakan arus awal yang tidak bisa diberikan panel secara langsung