Merakit Solar Home System (Panel Surya) Sederhana dengan Budget 2 Jutaan

tambal-ban-tiptop

Solar Home System atau sering disingkat SHS adalah pembangkit listrik tenaga surya mini yang digunakan untuk mensuplai listrik rumah. Komponen utamanya adalah panel surya dan baterai dimana listrik untuk keperluan rumah diambil dari baterai, bisa berupa arus DC langsung (umumnya untuk penerangan dan pengecasan gadget), ataupun menggunakan inverter (arus DC baterai diubah ke 220V A seperti tegangan jaringan PLN). Sementara panel surya mengisi baterai pada siang hari.


Nah dalam artikel ini, Mas Tukang akan merakit sendiri sistem SHS, dengan budget 2 jutaan.


Bagian 1: Peralatan yang Dibutuhkan Untuk Merakit Panel Surya

List Peralatan yang dibutuhkan:

  • Panel Surya. Ukuran panel surya bermacam-macam, dari yang kecil (10 Wp), sampai yang luar biasa besar (400 Wp). Wp artinya Watt-Peak. Panel surya 10 Wp artinya akan menghasilkan 10 watt maksimal jika dipapar sinar matahari. Mas Tukang menggunakan 2 buah panel surya 50 Wp. Harganya berkisar 350 ribu sampai 400 ribu rupiah per lembarnya.
  • Solar Charge Controller. Atau yang sering disingkat SCC, berfungsi untuk mengatur tegangan dan arus pengisian baterai supaya baterai tidak terlalu penuh (overcharge) atau terkuras habis (over-discharge) yang mana sangat berbahaya karena bisa merusak baterai atau menyebabkan kebakaran. Ada 2 tipe SCC, yaitu tipe PWM dan MPPT. Tipe MPPT lebih efisien dalam mengisi baterai karena mengkonversi semua energi dari panel surya untuk mengisi baterai sehingga hampir tidak ada arus yang terbuang. Namun, harganya jauh lebih mahal dari tipe PWM. Mas Tukang menggunakan tipe PWM dengan harga 75 ribu rupiah.
  • Baterai. Mas Tukang menggunakan aki bekas truk 12V 100 Ah, dan 5 buah aki bekas UPS. Total harganya 1,6 juta rupiah
  • Lampu LED DC. Bisa beli jadi, atau merakit sendiri. Sudah banyak toko online yang menjual lampu LED DC 12V.
  • Modul Charger USB. Modul ini hanya tinggal dihubungkan ke tegangan 12V dan memiliki output USB, sehingga dapat digunakan untuk mengecas gadget. Beberapa modul bahkan sudah ada yang mendukung Fast Charging.
  • Beberapa Peralatan Pendukung, seperti kabel, terminal, dan isolasi.

Perakitannya sangat mudah, diagram koneksinya bisa dilihat pada gambar di bawah ini:

Semua baterai dirangkai secara paralel dan dihubungkan ke port baterai pada SCC. Lalu kedua panel surya dirangkai paralel dan outputnya dihubungkan ke port input pada SCC. Lampu dan modul charger USB dihubungkan pada port beban. Setiap panel surya menghasilkan tegangan 20V dan arus 2.6A. Ketika dihubung paralel, totalnya menjadi 20V 5.2A.


Catatan Penting:

  • Waktu memasang SCC, peralatan harus dipasang dengan urutan sebagai berikut: Baterai dihubungkan paling awal, kemudian beban, terakhir adalah panel surya. Beberapa SCC ada yang terbakar jika cara menghubungkannya tidak sesuai dengan urutan ini.
  • Arus maksimal yang dapat dihandel port beban pada SCC adalah 10 Ampere. Jika beban yang digunakan diatas 10 Ampere, gunakan relay untuk mengambil beban langsung dari baterai. Port beban pada SCC hanya digunakan untuk trigger ON/OFF relay.


Bagian 2: Pemasangan Komponen Sistem Panel Surya

Panel surya dipasang dengan cara diletakkan langsung diatas atap. Di daerah tempat tinggal Mas Tukang di Yogyakarta, sudut terbaik pemasangan panel surya adalah 20º ke arah utara. Baterai diletakkan di gudang yang ventilasinya baik mengingat aki basah bekas truk akan mengeluarkan uap asam dan gas seiring penggunaan.

tiang-lampu

Untuk beban, Mas Tukang menggunakan lampu LED DC rakitan sendiri yang terdiri atas 12 mata LED 1 watt pada 3.3V sehingga totalnya adalah 12 watt. Step down converter digunakan untuk menurunkan tegangan dari 12V ke tegangan yang dibutuhkan LED (3.3V) tapi Mas Tukang set tegangan di 3.0V sehingga daya lampu turun menjadi 8 watt (terukur)

papan-rangkaian papan-rangkaian

Bagian 3: Pengujian Sistem Panel Surya

Setelah semua komponen terpasang, sekarang saatnya untuk pengujian. Tegangan penuh baterai diset di 14.4V. Tegangan cut-off baterai diset di 12.0V. Saat penyinaran maksimal, diperoleh arus pengisian baterai terukur sebesar 4.4 Ampere pada tegangan 17.8 V. Pada cuaca cerah dan terik, panel surya terpapar sinar matahari dan menghasilkan output diatas 3 Ampere selama kurang lebih 4 jam dari jam 10 Pagi hingga jam 2 siang. Diluar jam tersebut, hanya diperoleh arus dibawah 1 Ampere.


Data tegangan baterai untuk setiap jam:

  • Jam 5:00 Pagi: 12.3 V
  • Jam 10:00 Pagi: 13.3 V
  • Jam 16:00 Sore: 14.0 V

lampu-nyala-1 lampu-nyala-2

Bagian 4: Kesimpulan dan Ide Pengembangan Sistem Panel Surya

Sistem panel surya dengan peralatan diatas sudah sangat cukup untuk membantu menyediakan listrik tenaga surya. Penggunaan utama sistem panel surya ini adalah untuk penerangan rumah yang terletak di daerah pedalaman yang sering mengalami pemadaman listrik.


Untuk penggunaan jangka panjang, dapat dilakukan upgrade pada baterai dengan mengganti aki bekas truk dengan aki deep-cycle yang memang dirancang khusus untuk penggunaan panel surya. Atau, bisa juga dengan menggunakan baterai berbasis lithium, seperti lithium polymer, lithium-ion, atau lithium iron phosphate (LiFePO4). Ketika mengganti aki dengan baterai lithium, SCC juga harus diganti dengan SCC universal atau SCC khusus baterai lithium karena perbedaan tegangan kerja antara keduanya.


Bagian 5: Budget Peralatan Sistem Panel Surya

Inilah budget yang diperlukan untuk pembelian peralatan sistem panel surya diatas:

  • Panel Surya: 2 x 400.000 = 800.000
  • Baterai (bekas): 1.600.000
  • SCC PWM: 75.000
  • Lampu LED DC: 24.000 x 6 = 144.000
  • Kabel, isolasi, dan peralatan pendukung lainnya: 150.000

Total budget yang diperlukan: 2.769.000