Perancangan Sistem Starter Otomatis Generator pada
Sistem Energi Hibrid Floating Platform
Faisal Mahmuddin1,a), Israldi Yamin1,b)
1
Department of Marine Engineering, Faculty of Engineering, Hasanuddin University
a)
Corresponding author: f.mahmuddin@gmail.com
b)
israldi13@gmail.com
Abstract. Pembangkit listrik hibrid dengan kombinasi energi antara panel surya dan generator merupakan salah satu
inovasi pembangkit listrik dengan pemanfaatan penggunaan energi terbarukan dan sebagai solusi energi alternative.
Pembangkit hibrid pada penelitian ini dirancang dengan ketika aki sebagai sumber energi utama yang telah dihasilkan
oleh generator telah mencapai batas minimum tegangan yakni 12 V kemudian berpindah ke pembangkit listrik cadangan
yaitu generator. Generator akan menyala otomatis ketika tegangan aki kurang dari 12 Volt dan generator akan kembali
mati ketika tegangan aki telah sampai atau lebih dari 12 V. Dalam pengoperasiannya dibutuhkan software yaitu Arduino
IDE sebagai mikrokontroler yang berfungsi sebagai pengontrol sensor tegangan AC maupun DC dan relay otomatis
switch penggunaan daya maupun relay untuk menyalakan dan mematikan genset sebagai penghasil listrik cadangan.
INTRODUCTION
Konsumsi bahan bakar fosil sebagai sumber energi saat ini masih menjadi prioritas utama. Konsumsi yang
berlebihan dan ketergantungan pada sumber bahan bakar fosil akan menimbulkan kelangkaan dikarenakan
pembentukannya yang sangat lama. Penggunaan bahan bakar fosil juga salah satu penyebab global warming dan
hujan asam akibat emisi gas yang dihasilkan. Oleh karena itu, berbagai riset telah dilakukan untuk mengurangi emisi
gas buang dengan menghemat penggunaan bahan bakar fosil dan memanfaatkan sumber energi terbarukan.
Sistem hibrid merupakan konsep penggabungan dua atau lebih sumber energi yang berbeda untuk memenuhi
kebutuhan beban yang ada. Sistem hibrid menjadi solusi untuk mengatasi krisis bahan bakar minyak dengan tujuan
untuk mengkombinasikan keunggulan dari setiap pembangkit dan dapat beroperasi lebih ekonomis dan efisien.
Salah satu sistem pembangkit listrik hibrid yang berpotensi untuk dikembangkan di Indonesia adalah
kombinasi sel surya (photovoltaic) dengan generator. Hal ini dikarenakan letak geografis Indonesia yang berada pada
daerah khatulistiwa, sehingga wilayah Indonesia akan selalu disinari matahari selama 10-12 jam dalam sehari. Potensi
sumber energi matahari di Indonesia mencapai rata-rata 4,5 kWh per meter persegi per hari, matahari bersinar berkisar
2000 jam per tahun, sehingga Indonesia tergolong kaya akan sumber energi matahari [1].
Sistem pembangkit listrik hibrid panel surya (photovoltaic) dan generator bekerja dengan cara switch
otomatis ketika tegangan sumber pembangkit listrik utama telah mencapai batas minimum tegangan maka beban/load
akan dipindahkan ke sumber pembangkit cadangan [2].
Ketika tegangan dari photovoltaic (aki) <10 volt, maka relai akan mengganti sumber listrik dari photovoltaic
(aki) ke generator, Sehingga beban tetap akan mendapat pasokan listrik walaupun sumber listrik photovoltaic habis.
selanjutnya perlu dikembangkan dengan membuat alat untuk menyalakan generator secara otomatis saat tegangan dari
aki (photovoltaic) telah habis [3].
Berdasarkan uraian diatas, maka penulis akan meneliti mengenai “Perancangan Sistem Starter Otomatis Generator
pada Sistem Energi Hibrid Floating Platform”.
METODE PENELITIAN
Studi Literatur
Dalam studi literatur dilakukan pencarian informasi atau bahan materi baik dari buku, jurnal, maupun
sumber-sumber lain yang berkaitan dengan penelitian ini. Materi tersebut diantaranya mengenai sistem pembangkit
hibrid panel surya (photovoltaic) beserta komponen, prinsip kerja, generator dan sistem starter otomatis generator.
Perancangan Sistem Kerja
Perancangan alat (hardware) merupakan pembuatan miniatur sistem kerja rangkaian yang dimulai dari
membuat diagram blok sistem, rangkaian sistem, serta diagram alur. Perancangan software dilakukan dengan
membuat program sistem starter generator otomatis. Berikut ini sketsa perancangan alat (hardware) yang akan
dilakukan pada penelitian ini.
GAMBAR 1. Skema Perancangan Switch Beban
Saklar ON OFF
GENERATOR
RELAI
ARDUINO
GAMBAR 2. Sketsa Peracangan Starter Otomatis Generator
Perancangan Alat Energi Hibrid dan Starter Generator
Komponen peralatan yang digunakan dalam sistem ini adalah Arduino Uno, LCD, Modul Relay 4
Channel, sensor tegangan AC dan DC, Generator, Aki, dan Inverter. Sirkuit Sistem Pembangkit Listrik
Hibrid ditampilkan seperti pada Gambar 3 dan Gambar 4.
GAMBAR 3. Skema Perancangan Alat Hibrid Energi dan Starter Generator
GAMBAR 4. Hasil Perakitan Alat Hibrid Energi dan Starter Generator
Pengujian Alat Energi Hibrid dan Starter Generator
Pengujian Sensor Tegangan
Sensor tegangan AC digunakan untuk mengukur tegangan yang dikeluarkan oleh generator dan sensor tegangan
DC untuk mengukur tegangan yang dihasilkan oleh aki. Hasil pembacaan sensor kemudian akan ditampilkan pada
LCD yang telah disiapkan, hasil pembacaan sensor tegangan dapat dilihat pada gambar 5 berikut.
GAMBAR 5. Tampilan Pembacaan Sensor Tegangan
Dibawah ini adalah hasil pengujian sensor tegangan DC dengan menggunakan tegangan yang dihasilkan oleh
power supply pada pengujian ini dilakukan pengukuran secara manual dengan menggunakan multimeter dan
menggunakan sensor tegangan yang telah ditampilkan pada LCD.
TABLE 1. Hasil Pembacaan Sensor Tegangan
NO
Hasil Pengujian
Sumber PS
Perbedaan
(%)
(Volt)
Multimeter
(Volt)
Sensor Tegangan
(Volt)
1
12.00
12.02
12.11
0.74 %
2
10.00
10.08
10.15
0.69 %
3
08.00
8.04
8.13
1.11 %
4
06.00
6.03
6.12
1.49 %
5
04.00
4.11
4.19
1.74 %
Dari tabel 1 dapat dilihat perbandingan perbedaan persentase hasil
pengujian tegangan dengan
membandingkan nilai tegangan multimeter dan nilai tegangan sensor tegangan yang ditampilkan pada LCD.
Perbedaan tertinggi pada 1.74 % dan terendah 0.69 % jadi rata-rata perbedaan presentase sebesar 1,15 %
Pengujian Relay Otomatis Generator
Selanjutnya adalah pengujian relay starter otomatis. Jenis generator yang digunakan pada penelitian ini
adalah gasoline generator tipe “Multipro Professional GG-9900/4 HPN”. Penyalaan pada generator ini menggunakan
metode saklar manual dengan sebuah kunci seperti pada gambar 6.
GAMBAR 6. Saklar Manual Generator
Selanjutnya posisi pengkabelan saklar pada gambar tersebut akan dikendalikan menggunakan relay sebagai
saklar otomatis, dengan bantuan dua buah relay, relay pertama digunakan untuk menghidupkan generator dan relay
kedua untuk mematikan generator. relay tersebut akan berubah posisi sesuai dengan kondisi pembacaan sensor
tegangan aki yang telah dibuat.
Pengujian Relay Inverter / Aki
Pengujian relay aki dilakukan untuk mengetahui apakah relay inverter atau aki dapat bekerja dengan baik. Jika
kondisi tegangan pada aki > 12 Volt maka relay inverter akan terhubung ke beban lalu kemudian inverter akan
mengalirkan sumber listrik ke beban dan jika tegangan pada aki < 12 Volt maka relai aki akan terputus dan inverter
akan berhenti mengalirkan listrik ke beban dan digantikan oleh sumber listrik cadangan yaitu generator.
TABLE 2. Hasil Pengujian Relay Inverter / Aki
KONDISI
TEGANGAN AKI
LOGIKA PIN 3
ARDUINO
(BIT)
TEGANGAN PIN 3
ARDUINO
(VOLT)
STATUS
RELAY
SUMBER
LISTRIK
BEBAN
Tegangan > 12 Volt
1
04.82 Volt
ON
Inverter
Tegangan < 12 Volt
0
0 Volt
OFF
Generator
Pengujian Relay Generator
Pengujian relay generator dilakukan untuk mengetahui apakah relay pada generator dapat bekerja dengan baik.
Jika kondisi tegangan pada aki > 12 Volt maka relay generator terputus sehingga sumber listrik digantikan ke inverter
dan jika tegangan pada aki < 12 Volt maka relai generator akan terhubung sehingga sumber listrik yang digunakan
berasal dari generator. Hasil pengujian ditampilkan pada Tabel 3.
TABLE 3. Hasil Pengujian Relay Generator
KONDISI
TEGANGAN AKI
LOGIKA PIN 4
ARDUINO
(BIT)
TEGANGAN PIN 4
ARDUINO
(VOLT)
STATUS
RELAY
SUMBER
LISTRIK
BEBAN
Tegangan > 12 Volt
0
0 Volt
OFF
Inverter
Tegangan < 12 Volt
1
04.82 Volt
ON
Generator
Pengujian Switch Otomatis Inverter ke Generator
Pengujian switch otomatis sistem pembangkit listrik hibrid dilakukan dengan mengatur batas nilai minimum
tegangan yang dapat menyuplai beban pada aki dengan menggunakan program Arduino IDE. Tegangan minimum
yang dapat digunakan pada sumber pembangkit listrik utama yaitu aki sebesar 12 Volt. Pada pengujian ini, ketika
tegangan aki < 12 Volt maka suplai beban akan dipindahkan ke sumber pembangkit listrik cadangan yaitu generator
secara otomatis,
Sumber tegangan aki dan sumber tegangan generator yang digunakan pada pengujian ini dihubungkan pada
relai Arduino yang kemudian akan switch secara otomatis berdasarkan program yang telah dibuat pada Arduino IDE.
Beban/load yang digunakan pada pengujian ini adalah sebuah bohlam dan kipas angin, dengan beban bohlam sebesar
7 Watt dan beban kipas angin sebesar 240 Watt jadi total beban yang digunakan sebesar 247 Watt.
TABLE 4. Hasil Pengujian Switch Otomatis Aki ke Generator
NO
Waktu Tegangan Aki
(Menit)
(Volt)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
0:01:00
0:02:00
0:03:00
0:04:00
0:05:00
0:06:00
0:07:00
0:08:00
0:09:00
0:10:00
0:11:00
0:12:00
0:13:00
0:14:00
0:15:00
0:16:00
0:17:00
0:18:00
0:19:00
0:20:00
0:21:00
0:22:00
0:23:00
0:24:00
0:25:00
12.18
12.18
12.17
12.16
12.14
12.13
12.13
12.12
12.11
12.09
12.09
12.08
12.07
12.05
12.04
12.03
12.03
12.01
12
11.99
11.99
11.99
11.99
11.99
11.99
Tegangan
Generator
(Volt)
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
232.5
232.6
232.5
232.6
232.6
232.5
Relai
Relai
Inverter Generator
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
ON
ON
ON
ON
ON
ON
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
0:26:00
0:27:00
0:28:00
0:29:00
0:30:00
0:31:00
0:32:00
0:33:00
0:34:00
0:35:00
0:36:00
0:37:00
0:38:00
0:39:00
0:40:00
11.99
11.99
11.99
11.98
11.98
11.98
11.98
11.98
11.97
11.97
11.97
11.97
11.97
11.97
11.97
232.5
232.5
232.5
232.6
232.6
232.5
232.5
232.5
232.5
232.6
232.5
232.5
232.5
232.5
232.5
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
Berdasarkan Tabel 4 dapat dilihat menit ke 20 tegangan aki berada dibawah 12 V maka suplai beban akan
otomatis dipindahkan ke generator. Lama waktu yang digunakan untuk menyuplai beban 247 W hingga kurang dari
12 V sekitar 20 menit sebelum digantikan oleh generator. Data dari hasil pengujian yang telah didapat kemudian
dibuat ke dalam bentuk grafik untuk melihat perubahan tegangan aki dan generator ketika menyuplai beban.
GAMBAR 7. Grafik Perbandingan Tegangan Aki dan Generator
Pengujian Switch Otomatis Generator ke Inverter / Aki
Pengujian selanjutnya ialah menguji switch otomatis dari generator ke aki Pada pengujian ini ketika tegangan
aki kembali mencapai 12 V maka suplai beban akan dipindahkan kembali menuju sumber pembangkit listrik utama
yaitu aki / inverter secara otomatis.
TABLE 4. Hasil Pengujian Switch Otomatis Gnerator ke Aki
NO
JAM
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
10:49
10:50
10:51
10:52
10:53
10:54
10:55
10:56
10:57
10:58
10:59
11:00
11:01
11:02
11:03
11:04
11:05
11:06
11:07
11:08
11:09
11:10
11:11
11:12
11:13
11:14
11:15
11:16
11:17
11:18
11:19
11:20
11:21
11:22
11:23
11:24
11:25
Tegangan Tegangan
Aki
Generator
(Volt)
(Volt)
232,5
11,82
232,5
11,8
232,5
11,8
232,3
11,78
232,3
11,8
232,5
11,8
232,5
11,8
232,3
11,8
232,3
11,82
232,3
11,73
232,3
11,59
232,5
11,44
232,5
11,82
232,5
11,85
232,5
11,85
232,4
11,87
232,4
11,87
232,5
11,87
232,5
11,9
232,5
11,85
232,5
11,9
232,5
11,87
232,5
11,9
232,3
11,61
232,3
11,56
232,5
11,54
232,5
11,54
232,5
11,87
232,5
11,9
232,5
11,92
232,5
11,85
232,5
11,61
232,5
11,68
232,3
11,61
232,3
11,66
232,5
11,85
232,5
11,63
Relai
Inverter
Relai
Generator
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
11:26
11:27
11:28
11:29
11:30
11:31
11:32
11:33
11:34
11:35
11:36
11:37
11:38
11:39
11:40
11:41
11:42
11:43
11:44
11:45
11:46
11:47
11:48
11:49
11:50
11:51
11:52
11:53
11:54
11:55
11:56
11:57
11:58
11:59
12:00
12:01
12:02
12:03
12:04
12:05
11,59
11,56
11,92
11,94
11,59
11,61
11,94
11,75
11,94
11,94
11,94
11,94
11,61
11,94
11,94
11,94
11,96
11,96
11,85
11,63
11,61
11,61
11,61
11,8
11,99
11,99
11,99
11,97
11,99
11,99
11,99
11,99
11,99
11,99
11,99
11,99
12,02
12,02
12,02
12,02
232,5
232,5
232,5
232,5
232,5
232,5
232,3
232,3
232,5
232,5
232,5
232,5
232,2
232,5
232,5
232,5
232,3
232,5
232,5
232,5
232,5
232,5
232,5
232,5
232,5
232,5
232,5
232,5
232,5
232,5
232,5
232,5
232,5
232,5
232,5
232,5
0
0
0
0
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
OFF
OFF
OFF
OFF
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
12:06
12:07
12:08
12:09
12:10
12:11
12:12
12:13
12:14
12:15
12:16
12:17
12:18
12:19
12:20
12:21
12:22
12:23
12:24
12,04
12,04
12,04
12,04
12,04
12,09
12,09
12,06
12,06
12,06
12,09
12,09
12,09
12,06
12,11
12,11
12,11
12,14
12,14
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
Berdasarkan Tabel 4.5 dapat dilihat menit ke 38 tegangan aki kembali berada pada 12 V maka suplai beban
akan otomatis dipindahkan kembali ke inverter. Data dari hasil pengujian yang telah didapat kemudian dibuat ke dalam
bentuk grafik untuk melihat perubahan tegangan generator dan aki ketika menyuplai beban.
GAMBAR 8. Grafik Perbandingan Tegangan Generator ke Aki
Dari pengujian alat berdasarkan tabel dan grafik di atas, terlihat bahwa ketika tegangan dari photovoltaic (aki)
telah Kembali menjadi 12 volt, maka relay akan otomatis akan mematikan generator lalu kemudian mengganti sumber
listrik dari generator ke sumber listrik utama yaitu aki.
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian pada sistem starter otomatis generator pada pembangkit listrik hibrid
menggunakan panel surya (photovoltaic) dan generator pada floating platform maka disimpulkan: Sistem pembangkit
listrik hibrid menggunakan panel surya (photovoltaic) dan generator yang dirancang telah bekerja sesuai dengan
harapan dimana ketika tegangan dari photovoltaic (aki) < 12 volt, maka relay akan otomatis akan menghidupkan
generator lalu kemudian mengganti sumber listrik dari inverter (aki) ke generator. Sebalikya ketika tegangan dari
photovoltaic (aki) > 12 volt, maka relai akan otomatis akan mematikan generator lalu kemudian mengganti sumber
listrik kembali dari generator ke inverter (aki). Sehingga beban tetap akan mendapat pasokan listrik. Aki sebagai sistem
pembangkit listrik utama memerlukan waktu selama 25 menit untuk menyuplai beban/load 247 Watt sebelum
digantikan oleh generator.
REFERENSI
[1] Abd El-Shafy AN. 2009. Design and Economic Analysis of a Stand-Alone PV System to Electrify a Remote Area
Household in Egypt. The Open Ren. Energi Journal, 2: 33-37.
[2] Ayodhyoa, A.U. 1981. Metode Penangkapan Ikan. Yayasan Dewi Sri, Bogor. 97.
[3] Aswar, M. Baharuddin Arif. 2018.Perancangan Sistem Pembangkit Listrik Hybrid Panel Surya (Photovoltaic)
Dan Generator Pada Floating Platform. Makassar : Universitas Hasanudfin.
[4] Cahyo, Rachmad Nur. 2016. Automatic Transfer Switch (ATS) dan Automatic Main Failure (AMF) Berbasis Plc
Omron Sysmac CPM2A. Yogyakarta : Universitas Negeri Yogyakarta.
[5] Chenni, R. , Makhlouf, M., Kerbache, T., and Bouzid, A. 2007. A Detailed Modeling Method for Photovoltaic
Cells. Amsterdam : Journal of Energy, Volume 32, Issue 9, pp. 1724-1730.
[6] Dedisukma, Wahri Sunanda, Rika Favoria Gusa. 2015. Pemodelan Sistem Pembangkit Listrik Hybrid Diesel
Generator Dan Photovoltaic Array Menggunakan Perangkat Lunak Homer(Studi Kasus Di Pulau Semujur
Kabupaten Bangka Tengah). Bangka Belitung : Universitas Bangka Belitung.
[7] Erliansyah, Andri, Ayong Hiendro, Purwoharjono. 2018. Performansi Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Hibrid
Surya-Genset Pada Kantor Gubernur Kalimantan Barat. Pontianak : Universitas Tanjungpura.
[8] Hasan, Hasnawiya. 2012. Perancangan Pembangkit Listrik Tenaga Surya Di Pulau Saugi. Jurnal Riset dan
Teknologi Kelautan (JRTK) Vol 10 No. 2 : Makassar: Universitas Hasanuddin.
[9] Mahyuddin. 2013. Analisis Pembangkit Hibrid Energi. Makassar : Universitas Hasanuddin.
[10] Pakpahan, Robinzon, Dadan Nur Ramadan, Sugondo Hadiyoso. 2016. Rancang Bangun dan Implementasi
AutomaticTransfer Switch (ATS) Menggunakan Arduino Uno Dan Relai. Bandung : Universitas Telkom.
[11] Pucar, M. D., Despic, A. R. 2002. The Enhancement of Energy Gain of Solar Collectors and Photovoltaic Panels
by The Reflection of Solar Beams. Amsterdam : Journal of Energi,Volume 27, Issue 3, pp. 205-223.
[12] Putri., Dhear P. Koenhardono., Eddy S. Kusuma., Indra R. 2016. Perencanaan Sistem Pembangkit Listrik Hybrid
(Sel Surya dan Diesel Generator) Pada Kapal Tanker. Jurnal Teknik ITS, Vol 5. No.2 : Surabaya.