Dokumen tersebut merangkum rancang bangun prototipe pembangkit listrik portable tenaga surya dan tenaga mikrohidro dengan sistem hibrida untuk menyalakan lampu dan pengisian baterai. Sistem ini dirancang menggunakan perangkat lunak Blender dan diimplementasikan untuk menguji kinerjanya di sungai Purwakarta. Hasil pengujian menunjukkan sistem hibrida mampu menyalakan lampu 10W dan mengisi baterai 3Ah dengan efisiensi di atas

1. Zahra Farras Sumarna
1187070090
Jurusan Teknik Elektro
Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Islam Negeri Sunan Gunung Djati Bandung
2022
Rancang Bangun Prototipe Pembangkit Listrik Portable
Tenaga Surya dan Tenaga Mikrohidro Dengan Sistem Hibrida

2. Agenda
Pendahuluan
Rumusan Masalah, Tujuan, Manfaat
Batasan Masalah dan Kerangka Berpikir
Teori Dasar
Metode Penelitian
Perancangan dan Implementasi
Pengujian dan Analisis
Kesimpulan

3. Latar Belakang
Pembangkit listrik dengan
bahan bakar fosil tidak
ramah lingkungan
Pemanfaatan EBT menjadi solusi
alternatif untuk menghasilkan energi
listrik yang ramah lingkungan dan
sebagai upaya meningkatkan kesadaran
terhadap isu climate change
Potensi energi surya dan energi
mikrohidro dapat menjadikan
sebuah pembangkit listrik
hibrida skala kecil yang
diaplikasikan di wilayah
terpencil
PLTH dapat menggabungkan keunggulan dari setiap
pembangkit sekaligus menutupi kelemahan masing-
masing pembangkit pada kondisi tertentu
Pembangkit listrik didesain
portable agar dapat dibawa
kemanapun dengan mudah
Maka dari itu dibuat suatu rancang bangun prototipe pembangkit listrik
portable tenaga surya dan tenaga mikrohidro dengan sistem hibrida

4. State of The Art
Sugeng, dkk (2018).
“Rancang Bangun Prototipe Gardu
Pembangkit Listrik Hybrid Mikro Hidro dan
Sel Surya Sebagai Media Pembelajaran
Praktikum Teknik Elektro"
I Putu Juliana, dkk (2018).
"Pengaruh Sudut Kemiringan Head Turbin
Ulir dan Daya Output Pada Pembangkit
Listrik Tenaga Mikro Hidro"
Irwansyah, dkk (2019).
“Design and Performance of Archimedes
Single Screw Turbine as Micro Hydro Power
Plant with Flow Rate Debit Variations
(Case Study in Air Dingin, Samadua-South
Aceh)"
Jefri Teguh, dkk (2020).
“Rancang Bangun Pembangkit Listrik
Tenaga Microhydro Portable
Menggunakan Archimedes Screw"
z Luki Adi, dkk (2021).
“Rancang Bangun Pembangkit
Listrik Portable"
Randis, dkk (2021).
“Rancnag Bangun Sistem Mini
Pembangkit Listrik Tenaga Surya
(PLTS) Portable"
Zahra Farras Sumarna (2022)
"Rancang Bangun Prototipe
Pembangkit Listrik Portable Tenaga
Surya dan tenaga Mikrohidro Dengan
Sistem Hibrida"

5. • Bagaimana rancang bangun
prototipe pembangkit listrik
portable tenaga surya dan
tenaga mikrohidro dengan
sistem hibrida?
• Bagaimana kinerja dari
pembangkit listrik portable
tenaga surya dan tenaga
mikrohidro dengan sistem
hibrida?
• Manfaat Akademis
Penelitian ini dapat berkontribusi
dalam memperkaya khasanah di
bidang pembangkit listrik,
khususnya PLTS, PLTMH, dan
PLTH
• Manfaat Praktis
Mengimplementasikan sistem
PLTH yang telah dibuat sehingga
dapat dimanfaatkan sebagai
rujukan untuk sumber alternatif
bagi lampu dan pengisian baterai
Rumusan Masalah Tujuan Manfaat
• Implementasi rancang
bangun prototipe
pembangkit listrik portable
tenaga surya dan tenaga
mikrohidro dengan sistem
hibrida untuk menyalakan
lampu dan pengisian baterai
• Melakukan analisis hasil
kinerja dari pembangkit
listrik tenaga hibrida

6. Batasan
Masalah
1. Proses desain PLTS dan PLTMH portable, serta PLTH menggunakan
aplikasi Blender 3.0.1.
2. Intensitas cahaya matahari diperoleh dari aplikasi Lux Light Meter
Pro.
3. Panel surya yang digunakan jenis polikristal kapasitas 10 Wp.
4. Turbin archimedes screw dibuat dari bahan PVC.
5. Untuk pengisian baterai menggunakan baterai 12 VDC 3 Ah.
6. Generator DC berkapasitas 300 watt.
7. Pengujian dilakukan di sungai yang berada di Kampung Peuntas
RT/RW 11/4, Desa Taringgul Tonggoh, Kecamatan Wanayasa,
Kabupaten Purwakarta.
8. Parameter yang divariasikan nilainya untuk PLTMH adalah sudut
kemiringan head turbin.
9. Parameter yang dianalisis adalah daya yang terbangkitkan dari
panel surya, daya yang terbangkitkan dari generator turbin dengan
variasi sudut kemiringan head, efisiensi PLTS, PLTMH, dan PLTH.
10.Satu buah lampu LED DC 12 V 10 Watt.
Batasan
Masalah

7. Kerangka
Berpikir

8. Teori Dasar
Pembangkit Listrik Tenaga
Surya (PLTS) merupakan
suatu teknologi
pembangkit listrik yang
mengkonversi intensitas
cahaya matahari menjadi
energi listrik. Konversi
dilakukan pada panel surya
yang terdiri dari sel-sel
fotovoltaik atau sel surya.
Output nya berupa listrik
DC
Perangkat ini berasal dari
bahan semikonduktor yang
dapat melepaskan elektron
apabila terkena sinar
matahari yang membawa
foton. Ada 3 jenis,
diantaranya monokristal
silicon, polikristal silicon,
amorphous silikon
PLTS Modul Surya Baterai
Berfungsi sebagai tempat
penyimpanan sementara
energi listrik dari modul
surya. Baterai bisa disebut
juga akumulator

9. AST
Archimedes Screw Turbine
(AST) dapat beroperasi pada
daerah yang memiliki
ketinggian air turun (head)
yang sangat rendah hingga 1
meter. Prinsip kerja AST yaitu
sistem terdiri dari transformasi
energi dalam tiga tahap, dari
energi kinetik media yang
mengalir menjadi energi
mekanik yang ditangkap oleh
turbin dan memutar generator
untuk menghasilkan energi
listrik.
PLTH
Pembangkit Listrik Tenaga
Hibrida (PLTH) merupakan
Kombinasi atau gabungan dari
beberapa pembangkit energi
listrik yang dapat diperbaharui
(renewable energy) dengan
atau yang tidak dapat
diperbaharui (unrenewable
energy).
Tujuan PLTH adalah saling
mengkombinasi keunggulan
atau menutupi kelemahan dari
masing-masing pembangkit
untuk kondisi-kondisi tertentu,
sehingga secara keseluruhan
sistem dapat beroperasi lebih
ekonomis dan efisien.
Sistem operasi PLTH terdiri dari
3 yaitu PLTH sistem serial,
PLTH sistem parallel, dan PLTH
sistem tersaklar.
Turbin Air
Turbin air berfungsi untuk
mengubah energi kinetik yang
dimiliki aliran air menjadi energi
mekanis. Melalui generator,
energi mekanis diubah menjadi
energi listrik.
Wattmeter
Berfungsi untuk mempermudah
dalam mengukur daya yang
diberikan atau daya yang
diserap oleh suatu rangkaian
elektronika maupun
komponennya masing-masing

10. Metode Penelitian

11. Perancangan
Perancangan Sistem PLTS
Menggunakan software blender 3.0.1

12. Perancangan Sistem PLTMH
𝑑′ =
𝑑𝜋 2 + 𝑃 2
𝜋
𝑑′ =
(60 × 3,14)2+(200)2
3,14
𝒅′ = 𝟖𝟕, 𝟓𝟎 ≈ 𝟗𝟎 𝒎𝒎 = 𝟗 𝒄𝒎
D′ = 𝐷 − 𝑑 + 𝑑′
D′ = 220 − 60 + 90
𝐃′
= 𝟐𝟓𝟎 𝒎𝒎 = 𝟐𝟓 𝒄𝒎
𝑍 =
𝐿
𝑃
=
90
20
𝒁 = 𝟒, 𝟓 ≈ 𝟒 𝒃𝒖𝒂𝒉 𝒖𝒍𝒊𝒓

13. Perancangan Sistem PLTH

14. Implementasi
Sistem PLTS
Sistem PLTMH

15. Implementasi Sistem PLTH

16. Pengujian dan Analisis
1. Pengujian Daya Masukan dan Daya Keluaran dari Panel Surya
Waktu
Pengukuran (Jam)
Intensitas Cahaya
Matahari (W/m2)
Tegangan
(Volt)
Arus Listrik
(Ampere)
Cuaca
12:20 126,4 21,85 0,255 Cerah
12:30 102,7 20,63 0,235 Berawan
12:40 118,5 20,70 0,235 Berawan
12:50 106,65 20,65 0,239 Berawan
13:00 101,12 20,08 0,214 Berawan
13:10 100,9 19,97 0,202 Berawan
13:20 98,7 19,88 0,196 Berawan

17. Waktu Pengukuran
(Jam)
Intensitas Cahaya
Matahari (Icm)
(W/m2)
Daya Masukan
(Pin = Icm x A)
(Watt)
Daya
Keluaran
(Pout = V x I)
(Watt)
Efisiensi
(ɳ =
𝑃𝑜𝑢𝑡
𝑃𝑖𝑛
×
100%)
12:20 126,4 10,39 5,57 53,60%
12:30 102,7 8,44 4,84 57,3%
12:40 118,5 9,74 4,86 49,8%
12:50 106,65 8,77 4,93 56,2%
13:00 101,12 8,31 4,29 51,6%
13:10 100,9 8,29 4,03 48,6%
13:20 98,7 8,11 3,89 47,9%
𝐴 = 𝑝 × 𝑙
𝐴 = 35 𝑐𝑚 × 23,5 𝑐𝑚
𝐴 = 0,35 𝑚 × 0,235 𝑚
𝑨 = 𝟎, 𝟎𝟖𝟐𝟐𝟓 𝒎𝟐

18. 2. Pengujian Debit Aliran Air dan Daya Air
Ketinggian
Air Jatuh
(head)
(m)
Volume
bejana (v)
Waktu Untuk
Memenuhi
Bejana (t)
Debit Aliran Air
(Q = v/t)
(m3/s)
Daya Air (Ph =
ρ x g x h x Q)
(Watt)
0,4 25 liter 4 detik 0,00625 24,5
0,1 25 liter 7 detik 0,00357 3,49
3. Pengujian Daya Keluaran Generator
Turbin Ulir Archimedes
Jarak Vertikal (y)
(cm)
Jarak Horizontal (x)
(cm)
Derajat Kemiringan (°)
𝛼 = 𝑡𝑎𝑛−1
𝑦
𝑥
0 120 0°
40 60 34°

19. 3. Pengujian Daya Keluaran Generator Turbin Ulir Archimedes
Waktu Pengukuran (Jam) Tegangan (volt) Arus (ampere)
12:20 4,54 0,042
12:30 4,47 0,039
12:40 4,21 0,035
12:50 4,50 0,042
13:00 3,98 0,029
13:10 4,20 0,035
13:20 4,43 0,042
Sudut 0° Sudut 34°
Waktu Pengukuran (Jam) Tegangan (volt) Arus (ampere)
13:30 12,40 0,140
13:40 12,65 0,145
13:50 13,01 0,153
14:00 12,42 0,141
14:10 12,48 0,144
14:20 12,20 0,138
14:30 12,43 0,140
Waktu Pengukuran
(Jam)
Daya Air / Daya
Hidrolisis / Daya
Input (Pin)
Daya Keluaran /
Daya Output (Pout
= V x I)
Efisiensi
(ɳ =
𝑃𝑜𝑢𝑡
𝑃𝑖𝑛
× 100%)
12:20 3,49 0,19 5,4%
12:30 3,49 0,17 4,9%
12:40 3,49 0,14 4,2%
12:50 3,49 0,18 5,4%
13:00 3,49 0,11 3,3%
13:10 3,49 0,14 4%
13:20 3,49 0,18 5,3%
Waktu Pengukuran
(Jam)
Daya Air / Daya
Hidrolisis / Daya
Input (Pin)
Daya Keluaran /
Daya Output (Pout
= V x I)
Efisiensi
(ɳ =
𝑃𝑜𝑢𝑡
𝑃𝑖𝑛
× 100%)
13:30 24,5 1,73 7%
13:40 24,5 1,83 7,5%
13:50 24,5 1,99 8,1%
14:00 24,5 1,75 7,1%
14:10 24,5 1,79 7,3%
14:20 24,5 1,68 6,8%
14:30 24,5 1,74 7,1%

20. Pengujian PLTH Tanpa Beban
Waktu
Pengukuran (Jam)
Tegangan (Volt) Arus (Ampere) Cuaca
14:40 21,60 0,28 Berawan
14:45 20,69 0,24 Berawan
14:50 20,75 0,25 Berawan
14:55 20,50 0,22 Mendung
15:00 20,41 0,20 Mendung

21. Pengujian PLTH Dengan Beban
Beban Lampu DC 10 watt
Tegangan (Volt) Arus (Ampere) Kondisi Lampu
12,10 0,169 Menyala
11,87 0,144 Menyala
11,32 0,128 Menyala
10,21 0,101 Menyala
PLTS PLTMH Tegangan (V) Arus (I) Kondisi Lampu
ON OFF 12,05 0,18 Menyala
OFF ON 10,69 0,14 Menyala
Beban Pengisian Baterai
Waktu
(menit)
Tegangan
(volt)
Arus
(ampere)
Kapasitas
Baterai
Cuaca
35 12,46 0,159 7,45 Mendung
60 12,35 0,148 7,88 Mendung
90 12,11 0,143 8,25 Mendung
100 12,05 0,122 8,45 Hujan kecil
120 11,96 0,125 8,80 Hujan kecil
130 11,91 0,118 8,91 Hujan kecil
150 11,23 0,103 9,01 Hujan

22. Kesimpulan
1. Penelitian ini telah berhasil mengimplementasikan pembangkit listrik portable tenaga surya dan tenaga mikrohidro dengan sistem hibrida untuk
menyalakan lampu dan pengisian baterai. Dengan menggunakan panel surya, generator untuk turbin ulir archimedes, modul buck converter dan boost
converter serta komponen-komponen lainnya.
2. Kinerja PLTH surya-mikrohidro dilihat dari masing-masing sumber listrik. Pengujian panel surya tanpa beban menghasilkan nilai rata-rata tegangan
dan arus DC sebesar 20,53 volt dan 0,22 ampere, dengan nilai intensitas cahaya matahari yang naik turun disebabkan oleh beragamnya cuaca,
sehingga mempengaruhi daya masukan dan daya keluran panel surya. Daya masukan tertinggi sebesar 10,39 watt dan daya keluarannya sebesar 5,57
watt. Efisiensi tertinggi yang dihasilkan dari panel surya tanpa beban sebesar 57,30%. Pengujian debit aliran air dengan memvariasikan ketinggian air
jatuh (head), dimana pada head 40 cm debit alirannya lebih besar dibanding head 10 cm, sehingga semakin tinggi head maka daya air yang
dihasilkan lebih besar. Pengujian generator turbin ulir archimedes dengan memvariasikan sudut kemiringan head turbin, didapatkan pada sudut head
0° tegangan dan arus tertinggi sebesar 4,54 volt dan 0,042 ampere, serta efisiensinya sebesar 5,4%. Sedangkan, pada sudut head 34° tegangan dan
arus tertinggi yang dihasilkan sebesar 13,01 volt dan 0,153 ampere, sehingga efisiensinya sebesar 8,1%. Variasi sudut kemiringan head turbin
mempengaruhi daya masukan dan daya keluaran yang dihasilkan dari generator turbin ulir. Pengujian PLTH tanpa beban didapatkan rata-rata
tegangan sebesar 20,79 volt dan arus sebesar 0,238 ampere, sehingga daya keluaran sebesar 4,94 watt. Pengujian PLTH dengan beban lampu dan
baterai, PLTH mampu menyalakan lampu DC 10 watt dan dapat menjadi sumber alternatif untuk mengisi baterai. PLTMH menjadi backup ketika cuaca
mulai hujan.

23. Kesimpulan
Dapatkan inspirasi dengan ribuan templat,
kolaborasi dengan mudah, dan libatkan
audiens Anda dengan Presentasi Canva yang
berkesan. Temukan keajaiban dan keseruan
dalam melakukan presentasi dengan
Presentasi Canva. Ketika berada dalam mode
Presentasi, tekan 0-9 untuk pengatur waktu,
B untuk buram, Q untuk senyap, O untuk
gelembung, C untuk konfeti, D untuk suara
tabuhan drum, dan X untuk tutup.

24. Rekomendasi
Terapkan animasi dan transisi halaman ke presentasi
Canva Anda untuk menonjolkan ide yang lebih mudah
diingat.
Tuliskan subtopik atau ide terkait.
Temukan keajaiban dan keseruan dalam memberikan
presentasi bersama Presentasi Canva dengan menekan C untuk
konfeti, D untuk suara tabuhan drum, dan O untuk gelembung.
Tuliskan subtopik atau ide terkait.

25. Kesimpulan

26. Halaman
Resource
Siswa
Gunakan ikon dan ilustrasi
ini di dalam Presentasi
Canva Anda. Selamat
mendesain!

27. Halaman
Resource
Siswa
Temukan keajaiban dan keseruan
dalam melakukan presentasi
dengan Presentasi Canva. Tekan
tombol berikut saat berada dalam
mode Presentasi! Nomor 0-9 untuk pengatur waktu
D untuk suara tabuhan drum
B untuk buram
Q untuk senyap
C untuk konfeti
O untuk gelembung
X untuk tutup