Analisis Performa Sistem Hybrid Panel Surya dengan Generator Termoelektrik

Abstract

Kebutuhan energi oleh masyarakat semakin meningkat dari tahun ke tahun akibat perkembangan teknologi, khususnya adalah energi listrik. Hal ini disebabkan oleh sumber daya alat-alat yang digunakan untuk memenuhi kebutuhan manusia beralih menjadi energi listrik. Namun penyediaan energi di Indonesia masih bergantung pada energi tak terbarukan yang bersumber dari batu bara yaitu mencapai 60% pada tahun 2019. Sementara Indonesia dengan letak geografisnya memiliki potensi energi surya yang besar yaitu 207.898 MW. Energi surya terdiri dari energi panas (radiasi inframerah), cahaya tampak, cahaya ultraviolet, dan berbagai sinar dan partikel berenergi tinggi. Untuk memaksimalkan potensi energi surya tersebut dilakukan penelitian untuk memanfaatkan energi termal pada panel surya untuk dikonversi menjadi energi listrik menggunakan generator termoelektrik. Percobaan pertama dilakukan dengan membandingkan konfigurasi generator termoelektrik saat digunakan untuk mengkonversi energi termal menjadi energi listrik. Kemudian pada percobaan kedua dilakukan penelitian mengenai penelitian mengenai sistem hybrid panel surya dengan generator termoelektrik. Terakhir pada percobaan ketiga pengaruh dari generator termoelektrik pada performa panel surya. Dari data-data yang diperoleh parameter-parameter yang akan diperbandingkan adalah berupa tegangan, daya, efisiensi maupun suhu. Peralatan yang digunakan dalam pengambilan data adalah berupa prototype dengan panel surya berkapasitas 3Wp dan empat buah generator termoelektrik tipe SP1848-27145. Parameter-parameter yang diukur adalah berupa tegangan, arus, dan suhu. Perekaman data dilakukan menggunakan sensor-sensor yang dikendalikan oleh mikrokontroler. Kemudian karakteristik kondisi saat pengujian dan prototype disimulasikan pada MATLAB untuk dilakukan pengujian potensi pemanfaatan energi surya oleh panel surya dan generator termoelektrik pada skala besar. Hasil dari percobaan pertama menujukkan bahwa konfigurasi seri generator termoelektrik lebih optimal daripada konfigurasi paralel. Dengan pengujian transfer daya maksimum dicapai daya, energi, dan efisiensi pada konfigurasi seri sebesar 0,0737 W, 265,19 J dan 0,1391 % Hasil percobaan kedua menunjukkan bahwa sistem non-hybrid lebih optimal daripada sistem hybrid. Pada pengujian berbeban, dicapai perolehan daya output, energi, dan efisiensi pada sistem non-hybrid sebesar 1,1957 W, 23675,12 J dan 7,64 % pada pengujian beban 30 Ω serta 1,3047 W, 28181,04 J dan 8,20 % pada pengujian beban 40 Ω. Hasil percobaan ketika menunjukkan bahwa panel surya non-hybrid lebih optimal daripada panel surya hybrid..Hal ini dikarenakan suhu panel surya sistem hybrid lebih tinggi daripada suhu panel surya sistem non-hybrid. Pada pengujian tanpa beban, dicapai tegangan pada panel surya non-hybrid sebesar 9,8 V. Kemudian pada pengujian berbeban, dicapai daya, energi dan efisiensi pada sistem non-hybrid sebesar 1,56 W, 18785,13 J, dan 8,5%. Simulasi sistem skala besar pada panel surya dengan kapasitas total 1200 Wp dan 1732 buah generator termoelektrik. Dengan memberikan data masukan dari pengambilan data sebelumnya, capaian energi pada panel surya adalah 1136,5 Wh dan pada generator termoelektrik adalah 2,8148 Wh. Potensi yang diperoleh dari generator termoelektrik adalah 0,24% dari potensi panel surya yaitu 760 mAh pada media penyimpanan dengan tegangan 3,7 V.