Analisis Intensitas Cahaya Matahari terhadap Charging Current (Studi Kasus PLTS di Laboratorium Teknik Universitas Muhammadiyah Surabaya)

Pemanfaatan energi terbarukan, khususnya energi surya menjadi solusi penting dalam mengatasi krisis energi dan mendukung transisi menuju sistem kelistrikan yang berkelanjutan. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh intensitas cahaya matahari terhadap arus pengisian (charging current) pada sistem Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) yang diaplikasikan di Laboratorium Teknik Universitas Muhammadiyah Surabaya. Pengukuran dilakukan dengan menggunakan panel surya berkapasitas 100 Wp, baterai tipe aki kering 12V 50Ah, dan solar charge controller (SCC) tipe PWM 10A. Data dikumpulkan melalui metode observasi langsung dan pencatatan parameter teknis meliputi intensitas cahaya (lux), tegangan, arus, dan daya yang dihasilkan dalam rentang waktu pukul 08.00–16.00 WIB selama periode musim kemarau. Hasil pengukuran menunjukkan bahwa intensitas cahaya matahari memiliki korelasi positif yang signifikan terhadap nilai arus pengisian baterai. Arus tertinggi dicapai pada pukul 13.00 dengan intensitas sebesar 254.082 lux dan arus sebesar 3,4 A. Sebaliknya, nilai arus menurun drastis pada saat intensitas cahaya rendah, seperti yang terjadi pada pukul 08.00 (13.635 lux, arus 1,35 A). Analisis juga menunjukkan bahwa waktu optimal untuk pengisian daya baterai terjadi antara pukul 10.00 hingga 13.00, dengan rata-rata daya pengisian tertinggi mencapai 49,8 W. Dua metode pengisian, yaitu slow charging dan fast charging, dibandingkan untuk menilai efektivitas dan dampaknya terhadap umur baterai. Slow charging dengan arus 5 A membutuhkan waktu sekitar 12 jam, sedangkan fast charging dengan arus 20 A hanya membutuhkan 3 jam, namun dapat meningkatkan suhu baterai dan mempercepat degradasi sel.Untuk memenuhi kebutuhan energi beban penerangan laboratorium selama 24 jam penuh, dibutuhkan 43 unit baterai berkapasitas 50 Ah atau alternatifnya menggunakan baterai berkapasitas lebih besar. Penelitian ini menyimpulkan bahwa intensitas cahaya matahari secara langsung mempengaruhi performa sistem pengisian pada PLTS dan menjadi parameter krusial dalam perancangan sistem penyimpanan energi yang efisien. Hasil penelitian ini diharapkan menjadi referensi dalam optimalisasi sistem tenaga surya berbasis baterai untuk aplikasi bangunan skala kecil hingga menengah.

===============================================================================================

Utilizing renewable energy, particularly solar energy, is a crucial solution to addressing the energy crisis and supporting the transition to a sustainable electricity system. This study aims to analyze the effect of sunlight intensity on the charging current ofa Solar Power Plant (PLTS) system installed at the Engineering Laboratory of Muhammadiyah University of Surabaya. Measurements were conducted using a 100 Wp solar panel, a 12V 50Ah dry cell battery, and a l0A PWM solar charge controller (SCC). Data were collected through direct observation and recording of technical parameters including light intensity (lux), voltage, current, and power output between 8:00 AM and 4:00 PM Western Indonesian Time (WIB) during the dry season. The results indicate that sunlight intensity has a significant positive correlation with battery charging current. The highest current was achieved at 1:00 PM with an intensity of 254,082 lux and a current of 3.4 A. Conversely, the current value decreased drastically during low light intensity, such as at 8:00 AM (13,635 lux, current 1.35 A). The analysis also showed that the optimal time for battery charging occurs between 10:00 AM and 1 :00 PM, with an average maximum charging power of 49.8 W. Two charging methods, slow charging and fast charging, were compared to assess their effectiveness and impact on battery life. Slow charging with a current of 5 A takes approximately 12 hours, while fast charging with a current of 20 A only takes 3 hours, but can increase battery temperature and accelerate cell degradation. To fulfill the energy needs of the laboratory lighting load for 24 hours, 43 50 Ah batteries are required, or alternatively, larger capacity batteries. This study concludes that sunlight intensity directly affects the performance of the solar power plant charging system and is a crucial parameter in designing an efficient energy storage system. The results of this study are expected to serve as a reference in optimizing battery-based solar power systems for small- to medium-scale building applications.
Keywords: solar irradiance, charging