Optimalisasi pembangkit energi surya dengan teknologi otomasi dan artificial intelligence

Mas Efendi

doi:10.71452/km1yj302

Authors

Mas Efendi Universitas Riau Author

DOI:

https://doi.org/10.71452/km1yj302

Keywords:

energi surya, solar tracker, efisiensi panel surya

Abstract

Energi surya merupakan salah satu sumber energi terbarukan yang sangat potensial di Indonesia karena letaknya di daerah tropis dengan paparan matahari rata-rata 10–12 jam per hari. Namun, efisiensi panel fotovoltaik (PV) yang dipasang secara statis masih terbatas akibat perubahan posisi matahari sepanjang hari sehingga hanya menghasilkan daya optimal pada waktu tertentu. Untuk mengatasi permasalahan tersebut, penelitian ini merancang dan menguji sistem solar tracker dual-axis berbasis mikrokontroler ESP32 yang terintegrasi dengan Internet of Things (IoT) dan dikendalikan menggunakan algoritma fuzzy logic. Sistem dirancang dengan empat sensor LDR sebagai pendeteksi intensitas cahaya, dua motor servo ber-torsi tinggi sebagai aktuator pada sumbu azimuth dan elevasi, serta modul ESP32 yang memproses data secara cerdas menggunakan fuzzy logic untuk menentukan orientasi optimal panel surya. Selain itu, integrasi IoT memungkinkan pemantauan parameter listrik secara real-time melalui aplikasi blynk. Pengujian dilakukan selama tiga hari pada panel monokristalin 30 Wp dengan kondisi irradiance bervariasi. Data yang dikumpulkan meliputi tegangan, arus, daya, energi, efisiensi panel, serta irradiance sebagai parameter pembanding. Hasil pengujian menunjukkan bahwa daya panel meningkat seiring dengan kenaikan irradiance, sedangkan efisiensi cenderung stabil pada kisaran 10–12%. Rata-rata efisiensi panel surya yang menggunakan solar tracker dual-axis tercatat sebesar 11,43%, meningkat lebih dari tiga kali lipat dibandingkan panel statis yang hanya mencapai 2,7%. Meskipun sistem solar tracker memerlukan tambahan energi listrik untuk menggerakkan aktuator, energi tersebut sepenuhnya diperoleh dari panel surya yang disimpan dalam baterai. Dengan demikian, sistem dapat beroperasi secara mandiri, dan peningkatan efisiensi yang dihasilkan jauh melampaui konsumsi energi untuk penggeraknya sehingga tetap menghasilkan surplus energi bersih.

References

Y. M. D. Eka Saputra, M. T. N. Ramadhan, A. Maulida, B. Santoso, and I. Basri, “Design a Smart Solar Tracker to Increase Energy Output Power Generated in Solar Home System,” MOTIVECTION : Journal of Mechanical, Electrical and Industrial Engineering, vol. 6, no. 1, pp. 53–62, Mar. 2024, doi: 10.46574/motivection.v6i1.286.

A. Prasetyo, J. Rahman, E. Elfiano, S. A. Saragih, and S. Lazrisyah, “Integration of Solar Energy Technology in Improving Energy Sustainability and Efficiency in the Fisheries Sector (Case Study of Rokan Hilir Regency, Riau Province),” International Journal of Regional Innovation, vol. 3, no. 3, Aug. 2023, doi: 10.52000/ijori.v3i3.85.

M. Efendi, R. I. Mainil, and A. Aziz, “Comparison of the Efficiency of Solar PV Fixed, Single-Axis, and Dual-Axis Solar Trackers: A Review,” Jurnal Konversi Energi dan Manufaktur, pp. 84–93, Jan. 2025, doi: 10.21009/JKEM.10.1.9.

Muhammad Rausyan Fikry and Irwan Triadi, “Evolusi Regulasi Energi Baru Terbarukan: Analisis Perubahan Orientasi Aturan PLTS Atap,” Birokrasi: JURNAL ILMU HUKUM DAN TATA NEGARA, vol. 2, no. 2, pp. 364–373, Jun. 2024, doi: 10.55606/birokrasi.v2i2.1292.

“Artikel+PPIruen3”.

Riyanti. Djalante, Joni. Jupesta, and Edvin. Aldrian, Climate change research, policy and actions in Indonesia : science, adaptation and mitigation. Springer, 2021.

I. Nugrahanto et al., “SOLAR CELL OTOMATIS DENGAN PENGATURAN DUAL AXIS TRACKING SYSTEM MENGGUNAKAN ARDUINO UNO 1),” vol. 10, no. 1, pp. 11–16, 2021, [Online]. Available: http://jurnal.umt.ac.id/index.php/jt/index

A. R. Amelia, Y. M. Irwan, I. Safwati, W. Z. Leow, M. H. Mat, and M. S. A. Rahim, “Technologies of solar tracking systems: A review,” in IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, Institute of Physics Publishing, Mar. 2020. doi: 10.1088/1757-899X/767/1/012052.

R. Aprylianto Susilo et al., “SOLAR TRACKER BERBASIS ARDUINO UNO,” vol. 9, no. 1, pp. 66–69, 2023.

K. A. Nugraha, A. U. Krismanto, and Y. I. Nakhoda, “Rancang Bangun Solar Tracker Dual Axis Menggunakan Fuzzy Based Untuk Optimasi PLTS Skala Kecil,” Seminar Nasional Fortei Regional, vol. 7.

Y. Zhu, J. Liu, and X. Yang, “Design and performance analysis of a solar tracking system with a novel single-axis tracking structure to maximize energy collection,” Appl Energy, vol. 264, Apr. 2020, doi: 10.1016/j.apenergy.2020.114647.

N. Kuttybay et al., “Optimized single-axis schedule solar tracker in different weather conditions,” Energies (Basel), vol. 13, no. 19, Oct. 2020, doi: 10.3390/en13195226.

D. Haryanto Sinaga Prodi Teknik Elektro, H. P. Bernando Tambunan PLN Puslitbang Jakarta, A. Sinuraya, O. Yosefa Hutajulu Prodi Teknik Elektro, M. Aulia Rahman Sembiring, and T. Afrian, “Dampak Penggunaan Dual Axis Solar Trackers terhadap Efisiensi Fotovoltaik The Impact of Using Dual Axis Solar Trackers on Photovoltaic Efficiency,” Jambura Journal of Electrical and Electronics Engineering, vol. 225.

A. M. Yusop, M. A. S. Mohd Shabri, N. A. Sulaiman, K. N. Khamil, R. Mohammed, and J. M. Sultan, “Development and Evaluation of Dual Axis Solar Tracking System with IoT Data Monitoring,” Przeglad Elektrotechniczny, vol. 99, no. 1, pp. 28–32, 2023, doi: 10.15199/48.2023.01.05.

M. N. A. Mohd Said, S. A. Jumaat, and C. R. A. Jawa, “Dual axis solar tracker with iot monitoring system using arduino,” International Journal of Power Electronics and Drive Systems, vol. 11, no. 1, pp. 451–458, Mar. 2020, doi: 10.11591/ijpeds.v11.i1.pp451-458.

P. Verma, R. Garg, and P. Mahajan, “Asymmetrical interval type-2 fuzzy logic control based MPPT tuning for PV system under partial shading condition,” ISA Trans, vol. 100, pp. 251–263, May 2020, doi: 10.1016/j.isatra.2020.01.009.

G. Dec, G. Drałus, D. Mazur, and B. Kwiatkowski, “Forecasting models of daily energy generation by PV panels using fuzzy logic,” Energies (Basel), vol. 14, no. 6, Mar. 2021, doi: 10.3390/en14061676.

T. U. Hassan et al., “A novel algorithm for MPPT of an isolated PV system using push pull converter with fuzzy logic controller,” Energies (Basel), vol. 13, no. 15, Aug. 2020, doi: 10.3390/en13154007.

S. Gutierrez, P. M. Rodrigo, J. Alvarez, A. Acero, and A. Montoya, “Development and testing of a single-axis photovoltaic sun tracker through the internet of things,” Energies (Basel), vol. 13, no. 10, May 2020, doi: 10.3390/en13102547.

M. Elibrahimi, A. Elmouatamid, M. Bakhouya, K. Feddi, and R. Ouladsine, “Performance evaluation of fixed and sun tracking photovoltaic systems,” in Proceedings of 2018 6th International Renewable and Sustainable Energy Conference, IRSEC 2018, Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., Jul. 2018. doi: 10.1109/IRSEC.2018.8702932.

O. R. Alomar, O. M. Ali, B. M. Ali, V. S. Qader, and O. M. Ali, “Energy, exergy, economical and environmental analysis of photovoltaic solar panel for fixed, single and dual axis tracking systems: An experimental and theoretical study,” Case Studies in Thermal Engineering, vol. 51, Nov. 2023, doi: 10.1016/j.csite.2023.103635.

M. Kamil Rahman, “Analisis Perbandingan Efisiensi Panel Surya 55 Watt dengan Tracking dan Tanpa Tracking,” Jurnal Syntax Admiration, vol. 3, no. 11, pp. 1395–1411, Nov. 2022, doi: 10.46799/jsa.v3i11.504.

“STUDI KINERJA PANEL SURYA TIPE 180 WP BERDASARKAN AIR.”

L. NurHidayat, “ANALISIS OUTPUT DAYA PADA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA DENGAN KAPASITAS 10WP, 20WP, DAN 30WP,” Jurnal CRANKSHAFT, vol. 4, no. 2, 2021.