laporan acra 1
Post on 06-Apr-2018
226 Views
Preview:
TRANSCRIPT
8/3/2019 laporan acra 1
http://slidepdf.com/reader/full/laporan-acra-1 1/15
LAPORAN PRAKTIKUM
ENERGI DAN ELEKTRIFIKASI PERTANIAN
ENERGI SURYA
Oleh:
Ella Ayu Palupi
NIM A1H009046
KEMENTERIAN PENDIDIKAN NASIONAL
UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
FAKULTAS PERTANIAN
PURWOKERTO
2011
8/3/2019 laporan acra 1
http://slidepdf.com/reader/full/laporan-acra-1 2/15
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Energi surya merupakan salah satu pembangkit sumber daya selain minyak
bumi,air,angin,air dan lainnya.Berbagai pemanfaatan teknologi energi surya
termal untuk aplikasi sekala rendah (temperatur kerja lebih kecil atau hingga
60oC) dan skala menengah (temperatur kerja antara 60 hingga 120oC) telah
dikuasai dari rancangbangun,konstruksi hingga manufakturnya secara nasional.
Negara-negara maju juga telah bersaing dan berlomba membuat terobosan-
terobosan baru untuk mencari dan menggali serta menciptakan teknologi baru
yang dapat menggantikan minyak bumi sebagai sumber energi. Semakin
menipisnya persediaan energi dan juga ketergantungan pada salah satu jenis
energi dimana hingga saat ini pemakaian bahan bakar minyak sangat besar sekali
dan hampir semua sektor kehidupan menggunakan bahan bakar ini, sementara itu
bahan bakar minyak merupakan komoditi ekspor yang dominan untuk pendapatan
negara.
Indonesia mempunyai potensi energi surya yang cukup besar. Berdasarkan
data penyinaran matahari yang dihimpun dari 18 lokasi di Indonesia, radiasi surya
di Indonesia dapat diklasifikasikan berturut-turut sebagai berikut: untuk kawasan
barat dan timur Indonesia dengan distribusi penyinaran di Kawasan Barat
Indonesia (KBI) sekitar 4,5 kWh/m 2 /hari dengan variasi bulanan sekitar 10%;
dan di Kawasan Timur Indonesia (KTI) sekitar 5,1 kWh/m 2 /hari dengan variasi
bulanan sekitar 9%. Dengan demikian, potesi angin rata-rata Indonesia sekitar 4,8
kWh/m 2 /hari dengan variasi bulanan sekitar 9%.Dalam upaya pencarian sumber energi baru sebaiknya memenuhi syarat
yaitu menghasilkan jumlah energi yang cukup besar, biaya ekonomis dan tidak
berdampak negatif terhadap lingkungan. Oleh karena itu pencarian tersebut
diarahkan pada pemanfaatan energi matahari baik secara langsung maupun tidak
langsung dengan menggunakan panel sel surya yang dapat merubah energi
matahari menjadi energi listrik yang dinamakan solar cell.
8/3/2019 laporan acra 1
http://slidepdf.com/reader/full/laporan-acra-1 3/15
B. Tujuan
1. Mengetahui cara menggunakan pyranometer.
2. Mengetahui cara mengukur energi surya.
8/3/2019 laporan acra 1
http://slidepdf.com/reader/full/laporan-acra-1 4/15
II. TINJAUAN PUSTAKA
Energi matahari mempunyai banyak keuntungan dibandingkan dengan
energi lain. Keuntungan yang dapat diperoleh adalah jumlahnya cukup besar,
kontinyu, tidak menimbulkan polusi, terdapat dimana-mana dan tidak
mengeluarkan biaya. Penggunaan solar cell ini juga sangat cocok digunakan di
jajaran TNI dimana seringnya pelaksanaan tugas di daerah terpencil yang belum
terjangkau arus listrik maupun dimanfaatkan untuk alat dengan konsumsi listrik
skala kecil sehingga dapat membantu tugas prajurit di lapangan dalam mendukung
pertahan keamanan bangsa.
Energi surya dapat dikonversi secara langsung menjadi bentuk energi lain
dengan tiga proses yaitu:
1. Proses helochemical yaitu proses fotosintesis, proses ini merupakan sumber
dari semua bahan bakar fosil dan bioenergi.
2. Proses helioelectrical yaitu proses produksi listrik oleh sel-sel surya.
3. Proses heliothermal adalah penyerapan radiasi matahari dan pengkonversian
energi matahari menjadi energi thermal.
Intensitas radiasi matahari akan berkurang oleh penyerapan dan
pemantulan oleh atmosfer saat sebelum mencapai permukaan bumi. Ozon di
atmosfer menyerap radiasi dengan panjang gelombang pendek ( ultraviolet )
sedangkan karbondioksida dan uap air menyerap sebagian radiasi dengan
panjang gelombang yang lebih panjang ( infra merah ). Selain pengurangan
radiasi bumi langsung ( sorotan ) oleh penyerapan tersebut, masih ada radiasi
yang dipancarkan oleh molekul-molekul gas, debu dan uap air dalam atmosfer.
Ada tiga macam cara radiasi matahari/surya sampai ke permukaan bumi yaitu :
a. Radiasi langsung ( Beam / Direct Radiation ).
Adalah radiasi yang mencapai bumi tanpa perubahan arah atau radiasi yang
diterima oleh bumi dalam arah sejajar sinar datang.
b. Radiasi hambur ( Diffuse Radiation ).
Adalah radiasi yang mengalami perubahan akibat pemantulan dan
penghamburan.
8/3/2019 laporan acra 1
http://slidepdf.com/reader/full/laporan-acra-1 5/15
c. Radiasi total ( Global Radiation ). Adalah penjumlahan radiasi langsung dan
radiasi hambur.
Misalnya data untuk suatu permukaan miring yang menghadap tanah tertutup
salju serta menerima komponen radiasi karena pemantulan harus dirinci dulu
kondisi
saljunya yaitu sifat pantulannya ( Reflektansi ). Karena itu radiasi total pada
suatu permukaan bidang miring biasanya dihitung.
Sel surya terbuat dari potongan silikon yang sangat kecil dengan dilapisi
bahan kimia khusus untuk membentuk dasar dari sel surya. Sel surya pada
umumnya memiliki ketebalan minimum 0,3 mm yang terbuat dari irisan bahan
semikonduktor dengan kutub positif dan negatif. Tiap sel surya biasanya
menghasilkan tegangan 0,5 volt. Sel surya merupakan elemen aktif
( Semikonduktor ) yang memanfaatkan efek fotovoltaik untuk merubah energi
surya menjadi energi listrik. (anonim,2011)
Pada sel surya terdapat sambungan ( junction ) antara dua lapisan tipis
yang terbuat dari bahan semikonduktor yang masing-masing diketahui sebagai
semikonduktor jenis “P” ( positif ) dan semikonduktor jenis “N” ( negatif ).
Semikonduktor jenis-N dibuat dari kristal silikon dan terdapat juga sejumlah
material lain ( umumnya posfor ) dalam batasan bahwa material tersebut dapat
memberikan suatu kelebihan elektron bebas.
8/3/2019 laporan acra 1
http://slidepdf.com/reader/full/laporan-acra-1 6/15
III.METODOLOGI
A. Alat dan Bahan
1. Pyranometer
2. Stopwatch
3. Termometer bola basah dan bola kering
4. Kalkulator
5. Alat tulis
6. Radiasi matahari
B.Prosedur Kerja
1. Menaruh pyranometer dengan 2 perlakuan :
a. Dibawah matahari langsung
b. Di ruangan teduh ( ternaungi)
2. Menghubungkan pyranometer dengan converter
3. Mengamati perubahan radiasi surya tiap 1 jam
4. Mencatat hasil pengamatan
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil
Tabel 1. Pengamatan
NO Waktu
pengamatan
Radiasi (W/m2) Cuaca Suhu
Lingkungan
8/3/2019 laporan acra 1
http://slidepdf.com/reader/full/laporan-acra-1 7/15
(jam) Langsung Teduh Tbb Tbk RH
1 08.15 62 0 Cerah 26 29,5 80
2 08.30 44 15 Cerah 26 29,5 80
3 08.45 41 15 Cerah 26 30,5 70
4 09.00 59 32 Cerah 26 30 705 09.15 77 50 Cerah 26 33 60
6 09.30 82 53 Cerah 25 30 70
7 09.45 92 46 Cerah 26 31 70
8 10.00 97 24 Cerah 31 32 90
9 10.15 51 49 Cerah 26 33 59
10 10.30 53 33 Mendung 27 33 64
11 10.45 30 17 Berawan 25 30 68
12 11.00 86 10 Cerah 26 32 63
13 11.15 15 7 Mendung 25 31 62
14 11.30 42 7 Cerah 26 32 6215 11.45 16 8 Mendung 21 30 45
16 12.00 114 28 Cerah 26 32 63
17 12.15 105 14 Cerah 27 31 70
18 12.30 102 20 Cerah 27 31 70
19 12.45 99 18 Cerah 27,5 32,5 70
20 13.00 105 26 Cerah 27,5 32,5 70
21 13.15 94 21 Cerah 27 33 70
22 13.30 90 19 Cerah 28 33 70
23 13.45 85 18 Cerah 28 34,5 70
24 14.00 75 10 Cerah 27 35 60
25 14.15 1,5 0,2 Mendung 25 30 70
26 14.30 0,4 0,0 Mendung 23 24,5 90
27 14.45 0,4 0,1 Mendung 22 24 90
28 15.00 0,5 0,2 Mendung 23 25 90
29 15.15 0,1 0,0 Gerimis 22 24 90
30 15.30 0,0 0,0 Gerimis 22 23 100
31 15.45 - - - - - -
32 16.00 - - - - - -
Ket: data pengamatan pada nomor 31 dan 32 kosong dikarenakan turun hujan.
B. Pembahasan
Radiasi Matahari adalah pancaran energi yang berasal dari proses
thermonuklir yang terjadi di matahari. Ada beberapa radiasi solar, yang
terpenting: radiasi elektromagnetik (yg berhubungan dengan listrik dan magnet) .
8/3/2019 laporan acra 1
http://slidepdf.com/reader/full/laporan-acra-1 8/15
Alat praktikum yang digunakan pada acara energy surya adalah
multimeter, thermometer dan pyranometer. Multimeter adalah alat pengukur
listrik yang sering dikenal sebagai VOM (Volt/Ohm meter) yang dapat mengukur
tegangan (voltmeter ), hambatan (ohm-meter), maupun arus (amper-meter ). Ada
dua kategori multimeter: multimeter digital atau DMM (digital multi-meter)(untuk
yang baru dan lebih akurat hasil pengukurannya), dan multimeter analog.
Thermometer yang digunakan pada praktikum kali ini menggunakan thermometer
bola basah dan bola kering. Cara kerja thermometer ini sebagai berikut :
1. termometer bola kering digunakan untuk mengukur temperatur suatu materi
atau ruangan, hasil pengukurannya disebut temperatur bola kering, tetapi
lebih sering disebut temperature saja. Air raksa yang ada di dalam termometer
akan mengembang ketika ia menerima panas dari media yg diukur, sehingga
menunjukkan angka tertentu pada skala termometer.
2. termometer bola basah digunakan untuk mengukur temperatur bola basah.
Thermometer ini mempunyai prinsip kerja sama dengan termometer bola
kering (biasanya disebut termometer saja), tetapi penampung raksanya
dibalut oleh kapas yang dicelupkan ke air, sehingga temperatur bola basah
selalu lebih rendah dari temperatur bola kering. Hal ini disebabkan oleh
kapas basah yang membalut penampung raksa. Air akan selalu lebih
dingin dari temperatur ruangan, karena air di ruangan selalu menguap
sehingga lebih dingin.
Pyranometer juga disebut solarmeter digunakan untuk mengukur
besarnya pengaruh radiasi cahaya pada permukaan bidang dengan satuan W/m2.
Kinerja alat ini dengan dipasang pada suatu permukaan bidang kemudian dengan
adanya hantaman cahaya tepat pada sensor cahaya yang akan diteruskan padatampilan komputer dalam bentuk simpangan besarnya fluks yang diberikan
cahaya tersebut.
cara-kerja-pyranometer
Sinar matahari/ radiasi yang datang secara langsung maupun yang dipancarkan
atmosphir (global radiasi solar) dan yang dihamburkan
langit akan menembus glass dome. Radiasi dengan panjang gelombang sampai
8/3/2019 laporan acra 1
http://slidepdf.com/reader/full/laporan-acra-1 9/15
dengan 3.0 microns akan diteruskan ke lempeng logam
hitam dan putih. Lempeng logam hitam akan mengabsorbsi panas radiasi
sementara lempeng putih akan memantulkan radiasi sehingga
terjadi perbedaan temperatur diantara kedua jenis lempeng logam ini. Perbedaan
temperatur dari kedua lempeng ini dihubungkan ke circuit thermojunctions yang
mengubah besaran panas menjadi perbedaan tegangan potensial diantara kedua
ujung lempeng.
PEMASANGANNYA
a. Letakkan alat diatas suatu tiang penyangga (terbuat dari beton) setinggi ± 150
cm di atas permukaan tanah. Lokasi pemasangan harus
bebas dari bayangan pohon maupun bangunan sepanjang hari dalam setahun serta
bebas dari pengaruh radiasi/pantulan radiasi dari
sumber lain selain matahari.
b. Hubungkan Instrumen sensor ke unit recorder/graph.
c. Atur leveling sensor melalui mur pengatur yang terdapat pada kaki alat.
d. Kebersihan alat/sensor (khususnya bagian glass dome) harus diperhatikan.
e. Sillica gel harus selalu diganti secara periodik, tergantung kondisi iklim dimana
alat dipasang.
Apabila pyranometer tersebut disambungkan dengan actinografh akan
dihasilkan sebuah gambaran gelombang (seperti pada seismografh) dimana selisih
antara kedua pasang bilah logam hitam dan putih menimbulkan suatu lenturan
mekanis yang dapat dipindahkan ke sebuah tabel mingguan yang dipasangkan
pada sebuah silinder yang digerakakkan oleh sebuah jam (Wiranto Aris
Munandar, 1995).
Pengamatan energi surya dilakukan sebanyak 2 perlakuan yaitu denganmenggunakan sinar matahari langsung dan tempat teduh. Alat yang digunakan
untuk mengetahui besar radiasi adalah pyranometer yang dihubungkan dengan
multimeter. Sementara pengukuran RH diamati menggunakan alat termometer
bola kering bola basah yang dikalibrasi menggunakan grafik psikometrik.
Pengamatan dilakukan tiap 15 menit selama 32 kali, dimulai pada pukul 08.15
WIB sampai 16.00 WIB. Namun data yang teramati hanya 30 data saja
8/3/2019 laporan acra 1
http://slidepdf.com/reader/full/laporan-acra-1 10/15
dikarenakan faktor cuaca yang tidak mendukung dengna terjadinya hujan
sehingga menyebabkan pengamatan harus dihentikan.
Berikut adalah grafik perbandingan radiasi terhadap waktu dan
kelembaban:
Grafik 1. Perbandingan radiasi dan RH terhadap waktu
8/3/2019 laporan acra 1
http://slidepdf.com/reader/full/laporan-acra-1 11/15
Grafik 2. Perbandingan radiasi matahari langsung dan RH terhadap waktu
Grafik 3. Perbandingan radiasi di tempat teduh dan RH terhadap waktu
Dari grafik di atas dapat diterangkan bahwa radiasi matahari langsung
ataupun yang tempat teduh dan juga kelembaban relatif (RH) menunjukkan sifat
yang terus berubah setiap menitnya. Perubahan intensitas radiasi setiap menitnya
disebabkan oleh perubahan posisi matahari tiap menit terhadap bumi sehingga
banyak radiasi yang terserap oleh alat berubah-ubah.
Sudut datang sinar matahari terkecil terjadi pada pagi dan sore hari,
sedangkan sudut terbesar pada waktu siang hari tepatnya pukul 12.00 siang. Sudut
datangnya sinar matahari yaitu sudut yang dibentuk oleh sinar matahari dan suatu
bidang di permukaan bumi. Semakin besar sudut datangnya sinar matahari, maka
semakin tegak datangnya sinar sehingga suhu yang diterima bumi semakin tinggi.
Sebaliknya, semakin kecil sudut datangnya sinar matahari, berarti semakin miring
datangnya sinar dan suhu yang diterima bumi semakin rendah.
Ketika pagi hari sekitar pukul 08.00 sudut datang sinar matahari masih
terlalu kecil sehingga pancaran radiasi yang diperoleh kurang, ketika semakin
siang matahari mulai naik dan sudutnya semakin besar sehingga radiasi yang
diterima semakin naik sampai puncak titik sudut radiasi matahari sampai pukul
12.00. kemudian radiasi tersebut berkurang karena matahari semakin turunmenjelang sore hari.Hubungan antara radiasi dengan RH berbanding terbalik
dengan hubungan radiasi dengan suhu. Semakin tinggi RH lingkungan maka
intensitas radiasi yang diterima seakin kecil. RH yang terukur yang disebabkan
oleh radiasi matahari akan maksimal bila keadaan cuaca cerah dan matahari tidak
tertutup awan.
8/3/2019 laporan acra 1
http://slidepdf.com/reader/full/laporan-acra-1 12/15
Dalam praktikum tersebut, dibuktikan ketika hari mendung, nilai RH yang
diperoleh mendekati 100%, sedangkan radiasi yang diterima sangat kecil hampir
mendekati 0,0. Ketika hari cerah nilai RH kecil dan radiasi yang diterima alat
besar, karena RH sebenarnya sangat terpengaruh oleh suhu lingkungan,
sedangkan radiasi matahari membawa panas yang juga mempengaruhi suhu
lingkungan.
Untuk itu grafik ideal perbandingan RH dan radiasi berbentuk linear, tapi jika
dikaitkan dengan waktu penyinaran dalam sehari akan membentuk gafik parabola.
Berikut adalah grafik peerbandingan radiasi antara langsung dengan teduh:
Grafik 4. Perbandingan radiasi di tempat teduh dan langsung terhadap waktu
Dari grafik di atas dapat diterangkan bahwa hubungan radiasi yang secara
langsung dan radiasi tempat teduh terhadap waktu pengamatan bersifat fluktuatif
artinya bersifat terus berubah ataupun dinamis.
Pengukuran pyranometer di tempat yang teduh, nilai gelombang
radiasinya relatif lebih kecil dibanding pengukuran di tempat yang terkena
matahari langsung. Seharusnya untuk membandingkan tempat yang teduh dan
tempat yang langsung dikenai radiasi sinar matahari, kita menggunakan benda
hitam, agar radiasi sinar matahari dapat diserap dengan sempurna, sehingga hasil
yang didapat benar-benar di tempat yang teduh. Namun, media yang digunakan
sebagai peneduh pyranometer kearin yang digunakan masih kurang maksimal,
karena masih ada radiasi sinar matahari yang diteruskan ke alat, secara teori
idealnya di tempat yang teduh tidak ada radiasi matahari sama sekali.
8/3/2019 laporan acra 1
http://slidepdf.com/reader/full/laporan-acra-1 13/15
Keuntungan dari penggunaan energi panas matahari antara lain:
1. Energi panas matahari merupakan energi yang tersedia hampir diseluruh
bagian permukaan bumi dan tidak habis (renewable energy).
2. Penggunaan energi panas matahari tidak menghasilkan polutan dan emisi
yang berbahaya baik bagi manusia maupun lingkungan.
3. Penggunaan energi panas matahari untuk pemanas air, pengeringan hasil
panen akan dapat mengurangi kebutuhan akan energi fosil.
4. Pembanguan pemanas air tenaga matahari cukup sederhana dan memiliki
nilai ekonomis.
Kerugian dari penggunaan energi panas matahari antara lain:
1. Sistem pemanas air dan pembangkit listrik tenaga panas matahari tidak efektif
digunakan pada daerah memiliki cuaca berawan untuk waktu yang lama.
2. Pada musim dingin, pipa-pipa pada sistem pemanas ini akan pecah karena air
di dalamnya membeku.
3. Membutuhkan lahan yang sangat luas yang seharusnya digunakan untuk
pertanian, perumahan, dan kegiatan ekonomi lainya. Hal ini karena rapat energi
matahari sangat rendah.
4. Lapisan kolektor yang menyilaukan bisa mengganggu dan membahayakan
penglihatan, misalnya penerbangan.
8/3/2019 laporan acra 1
http://slidepdf.com/reader/full/laporan-acra-1 14/15
V. KESIMPULAN DAN SARAN
A. Simpulan
1. Cara menggunakan alat ini adalah letakan alat pyranometer pada tempat
yang terkena sinar matahari langsung selama 9 jam. Alat tersebut
dihubungkan ke multimeter untuk mendisplay radiasi matahari yang
ditangkap oleh pyranometer. Setiap 15 menit multimeter dilihat dan dicatat besarnya radiasi kemudian juga dicatat jumlah radiasi ketika ditutupi/
tempat teduh.
2. Prinsip kerja dari pyranometer adalah sinar matahari atau radiasi yang
datang secara langsung maupun yang dipancarkan oleh atmospher serta
yang dihamburkan oleh langit akan menembus glass dome. Radiasi dengan
panjang gelombang sampai dengan 3.0µm akan diteruskan ke lempeng
logam hitam dan putih. Lempeng logam hitam akan mengabsorbsi panas
radiasi sementara lempeng putih akan memantulkan radiasi sehingga
terjadi perbedaan temperatur diantara kedua jenis lempeng logam ini.
B. Saran
1. Sebaiknya asisten dalam menerangkan untuk lebih jelas lagi.
2. Sebaiknya dalam pengkondisian praktikan untuk lebih baik lagi.3. Sebaiknya dalam praktikum jangan sampai ada miscom antar sesama
asisten dan praktikan.
4. Sebaiknya untuk lebih tepat waktu lagi dalam pelaksaan praktikum.
8/3/2019 laporan acra 1
http://slidepdf.com/reader/full/laporan-acra-1 15/15
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2011. Energi Surya. http://www.inaplas.org. Diakses tanggal 29
Oktober, pukul 20.00
Anonim. 2011. Panel Surya. http://opensource.telkomspeedy.com. Diakses
tanggal 29 Oktober, pukul 20.00
Anonim. http://id.wikipedia.org/wiki/Energi_surya. Diakses pada 29 Oktober
2011.
Arismunandar, Wiranto. 1995. Teknologi Rekayasa Surya. PT Pradnya Paramitha,
Jakarta.
Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika. 2007. Peralatan Klimatologi
(online). http://www.bmkgjateng.com/peralatan.htm diakses tanggal
28 Oktober 2011.
Chaloner Jack. Jendela Iptek .1998. Balai Pustaka, Jakarta.
Hoesin, Haslizen. (1983). “Simulasi Matematis Radiasi Matahari di Indonesia”.
LFN-LIPI, Bandung. Agustus.
Hoesin, Haslizen. (2000). “Model Matematis Radiasi Matahari Langit Bening
dan Langit Sembarang”. Teknik Industri – Tak Teknik, Universitas ARS
Internasional, Bandung, November.
top related