1. 1
A. JUDUL
" Rancang Bangun Sistem kelistrikan hybrid pada rumah tangga untuk
mengurangi ketergantungan energi listrik dari PLN ".
B. LATAR BELAKANG
Saat ini energi listrik menjadi menjadi kebutuhan utama bagi masyarakat.
Hampir seluruh kalangan masyarakat bergantung pada energi listrik untuk segala
bidang mulai dari industri, kesehatan, pendidikan dan rumah tangga. Kebutuhan
energi listrik yang sangat tinggi di kalangan masyarakat mengakibatkan penggunaan
akan energi listrik juga semakin tinggi. terutama di kalangan rumah tangga.
Jika kita memilihat aspek kebutuhan akan energi listrik yang sangat tinggi,
dan sebagian besar masyarakat bergantung pada sumber energi listrik primer dari
PLN, maka secara langsung tuntutan produksi energi listrik oleh PLN juga semakin
tinggi. Tentu hal ini berdampak pada kualitas sumber daya alam karena konsumsi
bahan-bakar yang tinggi oleh PLN untuk dapat memenuhi permintaan energi listrik,
disamping PLN juga masih bergantung pada bahan bakar fosil dalam memproduksi
energi listrik. mengingat jumlah sumber energi fosil ketersediaannya sangat terbatas
oleh karena itu diperlukanlah pemanfaatan sumber energi alternatif meskipun dalam
skala kecil untuk proses awal.
Ada beberapa gagasan, pada rumah tangga sebaiknya menggunakan energi
listrik alternatif dengan panel surya. Jadi sumber energi listrik sepenuhnya dari sistem
panel surya sehingga masyarakat tidak perlu menggunakan sumber energi listrik dari
PLN. Namun sistem ini juga menimbulkan permasalahan, Matahari memiliki waktu
penyinaran yang terbatas dan rata-rata waktu efektif penyinaran hanya 8 jam. Dan
apabila masuk ke musim penghujan intensitas matahari akan menurun secara drastis
sehingga banyak panel surya yang gagal melakukan pengisian daya pada baterai,
kalaupun dapat melakukan pengisian itupun membutuhkan waktu yang sangat lama
karena energi lsitrik yang dihasilkan panel sangat minimal. Tentu saja hal ini
mengakibatkan terjadinya penurunan daya listrik yang drastis dan yang terburuk

2. adalah terjadinya pemadaman listrik. Jadi sistem ini dianggap tidak memiliki
kontinuitas.
Dari permasalahan inilah perlu menerapkan teknologi hybrid pada sistem
kelistrikan rumah untuk kalangan rumah tangga. Sistem hybrid disini memadukan
antara sumber energi listrik dari PLN dengan sumber energi listrik alternatif dengan
menggunakan panel surya dimana kedua sumber energi listrik ini akan bekerja secara
bergantian. Saat energi pada baterai mulai melemah maka sistem akan memutus
sumber energi dari baterai agar panel surya dapat melakukan pengisian ulang lebih
optimal dan sistem menggunakan sumber energi listrik dari PLN dan saat baterai
berhasil terisi penuh oleh panel surya, maka sistem akan menggunakan sumber energi
listrik dari baterai dan memutus sumber energi listrik dari PLN. Proses ini akan
dilakukan secara berulang-ulang. Dengan sistem ini diharapkan kalangan rumah
tangga tidak sepenuhnya bergantung pada sumber energi listrik primer. sehingga
pemanfaatan sumber energi alternatif dapat lebih maksimal.
2

3. 3
C. TUJUAN
Adapun tujuan dari program penerapan Teknologi hybrid pada sistem
kelistrikan adalah untuk :
1. Untuk memaksimalkan pemanfaatan sumber energi listrik alternatif.
2. Untuk menjaga kontinuitas daya listrik pada rumah.
D. MANFAAT
Manfaat dari program ini yaitu
1. Bagi masyarakat dengan sistem ini masyarakat tidak lagi akan bergatung
sepenuhnya pada energi listrik primer PLN. sehingga pemanfaatan sumber
energi listrik alternatif akan lebih maksimal.
2. Bagi Pelakasana Program hal ini dapat dijadikan sebagai sarana belajar,
menambah wawasan dan juga sarana pengabdian masyarakat.
E. TINJAUAN PUSTAKA
1. Panel surya
Panel Surya atau juga sering disebut fotovoltaik adalah divais yang
mampu mengkonversi langsung cahaya matahari menjadi energi listrik arus
searah ( DC ). Panel surya bisa disebut sebagai pemeran utama untuk
memaksimalkan potensi sangat besar energi cahaya matahari yang sampai
kebumi, walaupun selain dipergunakan untuk menghasilkan listrik, energi dari
matahari juga bisa dimaksimalkan energi panasnya melalui sistem solar
thermal.
Sel surya konvensional bekerja menggunakan prinsip p-n junction,
yaitu junction antara semikonduktor tipe-p dan tipe-n. Peran dari p-n junction
ini adalah untuk membentuk medan listrik sehingga elektron (dan hole) bisa
diekstrak oleh material kontak untuk menghasilkan listrik. Ketika
semikonduktor tipe-p dan tipe-n terkontak, maka kelebihan elektron akan

4. bergerak dari semikonduktor tipe-n ke tipe-p sehingga membentuk kutub
positif pada semikonduktor tipe-n, dan sebaliknya kutub negatif pada
semikonduktor tipe-p. Akibat dari aliran elektron dan hole ini maka terbentuk
medan listrik yang mana ketika cahaya matahari mengenai susuna p-n
junction ini maka akan mendorong elektron bergerak dari semikonduktor
menuju kontak negatif, yang selanjutnya dimanfaatkan sebagai listrik, dan
sebaliknya hole bergerak menuju kontak positif menunggu elektron datang,
seperti diilustrasikan pada gambar dibawah.
4
2. Baterai Akumulator
Baterai akumulator adalah alat listrik-kimiawi yang menyimpan energi
dengan mengubah energi listrik menjadi energi kimia dan dapat mengeluarkan
energi dengan mengubah energi kimia menjadi energi listrik. Baterai berisi
bahan-bahan kimia yang dapat memproduksi elektron. Reaksi kimia yang
dapat menghasilkan elektron disebut dengan Reaksi Elektrokimia. Dalam
operasi elektrolit, yang terdiri karbon tanah, mangan dioksida, amoniak sal,
dan seng klorida menyebabkan elektron mengalir dan menyebabkan listrik.
Pada sistem ini baterai digunakan sebagai ke media penyimpanan
energi listrik dari panel surya karena baterai memiliki output tegangan yang
stabil atau konstan tegangan yang dihasilkan oleh panel surya berubah-ubah
sehingga tidak memungkinkan panel surya dihubungkan langsung ke beban.
3. Rangkaian Inverter

5. Inverter adalah rangkaian konverter listrik yang berfungsi untuk
5
mengubah arus searah ( DC ) menjadi arus bolak balik ( AC ).
Pada sistem ini inverter digunakan untuk mengubah arus searah DC
dari baterai akumulator menjadi arus bolak-balik ( AC ) dan menaikkan
tegangannya dari yang semula 12V DC menjadi 220V AC. sehingga energi
listrik alternatif dari panel surya dapat disesuaikan dengan energi listrik
primer dari PLN.
4. Rangkaian ATS ( Automatic Transfer switch )
ATS merupakan singkatan dari kata Automatic Transfer switch,
dimana ATS adalah rangkaian yang berfungsi untuk memindahkan koneksi
antara sumber tegangan listrik satu dengan sumber tegangan listrik lainnya
secara automatis. Karena fungsi tersebut ATS sering juga disebut dengan
Automatic COS (Change Over Switch)
Pada sistem ini ATS berfungsi untuk memindahkan antara sumber
energi listrik alternatif dari panel surya dengan sumber energi listrik primer
dari PLN pada saat tertentu dan dilakukan secara otomatis.
F. PEMBAHASAN
Pada program ini, kami menerapkan sistem hybrid pada rumah dengan daya
1300 VA.
a. Komponen dasar sistem hybrid
1. Panel Surya 100 Wp 2 buah
2. Baterai Akumulator 60 A 2 buah
3. Rangkaian Inverter 1 buah
4. Rangkaian ATS ( Automatic Transfer Switch ) 1 buah
Skema Pemasangan Komponen dasar

6. 6
Panel surya
Baterai
Akumulator
PLN
b. Cara kerja sistem hybrid
Inverter
ATS
( Automatic Transfer switch )
Sistem hybrid pada kelistrikan bekerja yaitu :
 Pada kondisi normal dimana saat panel surya mendapatkan cahaya
matahari yang cukup baik, maka panel surya akan terus mengisi ulang
baterai. Saat energi pada baterai maksimal maka ATS akan memilih
sumber energi listrik alternatif dari baterai.
 Karena baterai terus digunakan untuk memikul beban secara maksimal
maka mengakibatkan energi listrik pada baterai melemah, karena energi
yang dikeluarkan jauh lebih besar dari pada energi masukan hasil
pengisian ulang dari panel surya. saat energi pada baterai mulai melemah
ATS akan memilih sumber energi listrik dari PLN dan memutus sumber
energi listrik alternatif agar pengisian ulang Baterai lebih optimal.
 Saat baterai berhasil terisi penuh oleh panel surya maka ATS akan
memilih sumber energi listrik alternatif dari baterai dan memutus sumber
Beban

7. energi listrik primer dari PLN. Demikian proses ini terus dilakukan secara
berulang ulang.
7
c. Perhitungan
 Daya yang dihasilkan oleh 2 baterai 12 V 60Ah :
S = V.I .2 = 60 A x 12 V x 2
= 1540 VA
jadi daya yang dihasilkan oleh 2 baterai tersebut adalah 1540 VA
 Waktu yang diperlukan untuk pengisian ulang :
Spesifikasi baterai = 12V 60Ah
Spesifikasi Panel surya 100Wp = 12 V, 5,75 A
Waktu Charging = 60Ah / 5,75 A = 10,41 Jam
Jadi waktu yang diperlukan untuk proses charging baterai adalah selama
+- 11 jam
d. Rangkaian Inverter
Agar dapat menyesuaikan dengan daya pada instalasi listrik rumah
yaitu 1300 VA disini kami menggunakan rangkaian inverter untuk daya 2200
Watt.

8. 8
Komponen Rangkaian Inverter
1. PCB board 1 buah
2. Kabel NYAF 5 meter
3. Dioda 2 buah
4. Resistor 22K/ 5W 4 buah
5. Resistor 4,7 K 2 buah
6. Resistor 1 K 1 buah
7. Resistor 220 Ohm 1 buah
8. Transistor 2N3055 4 buah
9. Transistor TIP 122 2 buah
10. Kapasitor 22 uF 1 buah
11. LED 1 buah
12. Trafo 5 A 1 buah
d. Rangkaian ATS
Beban
PLN
( Sumber
Listrik
Primer )
Inverter
( Sumber
Listrik
Alternatif )

9. 9
Komponen Rangkaian ATS
1. Kontaktor 220V
2. Relay 9 V
3. Relay 12 V
4. Tyristor SCR
5. Kabel NYAF
6. Panel Box
G. METODE PELAKSANAAN
Untuk pelaksanaan dilakukan dengan beberapa tahap
 Tahap 1. Pengumpulan Komponen. Pada tahap ini dilakukan pengumpulan
komponen-komponen yang diperlukan untuk membuat rangkaian.
 Tahap 2. Perakitan sistem sumber energi alternatif. pada tahap ini dilakukan
penyusunan panel surya, pemasangan baterai dan perakitan inverter
 Tahap 3. Pengujian sistem sumber energi alternatif. pada tahap ini dilakukan
beberapa pengujian, seperti pengujian daya output yang dihasilkan oleh sistem
sumber energi alternatif apakah cocok untuk diaplikasikan pada rumah dengan
daya 1300 VA. pengujian lamanya waktu yang dibutuhkan panel surya untuk
mengisi baterai.
 Tahap 4. Perakitan ATS ( Automatic Transfer switch ). Pada tahap ini
dilakukan perakitan ATS sebagai saklar otomatis.

10.  Tahap 5. Pengujian ATS. Pada tahap ini dilakukan pengujian keandalan dan
10
selektivitas dari ATS.
 Tahap 6. Pengujian Total. Tahap ini adalah tahap akhir, pengujian sistem
hybrid secara total, apakah sistem bekerja dengan baik atau tidak ditentukan
pada tahap ini.
H. JADWAL PELAKSANAAN
Tahap
Pelaksanaan
Pelaksanaan Hari ke-
1 -10 11 - 30 31 32 - 60 61 62-64
Tahap 1
Tahap 2
Tahap 3
Tahap 4
Tahap 5
Tahap 6
Total = 64 hari = 8 minggu
I. RANCANGAN ANGGARAN BIAYA
No. Barang Jumlah Harga Satuan Total
1. Panel Surya 100 Wp 2 unit Rp 5.000.000 Rp 10.000.000
2. Baterai Akumulator 60 A / 720
VA
2 unit Rp 900.000 Rp 1.800.000
Rangkaian Inverter
3. PCB 30x30 double layer fiber 1 unit Rp 90.000 Rp 90.000
4. Kabel NYAF 1,5 mm 5 meter Rp 5.000/ meter Rp 15.000
5. Dioda 40A 2 unit Rp. 45.000 Rp 90.000
6. Resistor 22K / 5W 4 unit Rp 5.000 Rp 5.000
7. Resistor 4,7 K 2 unit Rp 500 Rp 500
8. Resistor 1 K 1 unit Rp 500 Rp 500
9. Resistor 220 Ohm 1 unit Rp 500 Rp 500
10. Kapasitor 22 uF 1 unit Rp 1.000 Rp 1.000
11. Transistor 2N3055 4 unit Rp 9.000 Rp 36.000
12. Transistor TIP 122 2 unit Rp 6.000 Rp 12.000

11. 13. LED 1 unit Rp 1000 Rp 1000
14. Transformator 10 A 1 unit Rp 350.000 Rp 350.000
Rangkaian ATS
Kontaktor 2 unit Rp 200.000 Rp 400.000
Relay 9 V 2 unit Rp 40.000 Rp 40.000
Relay 12 V 1 unit Rp 40.000 Rp 40.000
Kabel NYAF 1,5 mm 5 meter Rp 5.000/ meter Rp 15.000
Kabel NYA 2,5 mm 3 meter Rp 10.000 / meter Rp. 30.000
Panel Box 1 unit Rp 250.000 Rp. 250.000
Tyristor SCR TIC 106 1 unit Rp 65.000 Rp 65.000
11
Lain-lain
Transportasi Rp 100.000
Penyusunan dan Perbanyakan Laporan Rp 200.000
Biaya Takterduga Rp 200.000
Total Rp 13.741.5000
DAFTAR PUSTAKA
Latif, M. 2013. Analisa Proses Charging Akumulator; Jurnal Nasional Teknik
Elektro.________.Vol.2. No.1. Padang : Univesitas Andalas
Dzulqarnain,W. 2011. Baterai dan Akumulator; Malang : www.scribd.com diakses
pada : Jum'at, 5 April 20142013
Septina W. 2012. Kinerja dan pengaplikasian sel surya photopholtaic; Jurnal
photopholtaic. Vol.1. No.1, Padang : www.researchgate.com, diakses pada :
Jum'at, 5 April 2014
Mismail, B. 2006. Dasar Teknik Elektro. Malang : Bayu Media

12. 12
Toko Online Penjualan Elektronika http://utakatik
komponen.blogspot.com/2010/03/daftar-harga-barang-bulan-ini.html
diakses pada : Sabtu, 5 April 2014
LAMPIRAN
Ketua Pelaksana Kegiatan :
Nama : Agusta Surya Laksmana
NIM : 1104405039
TTL : Denpasar, 08 Agustus 1993
Alamat : Jl. P. Batanta Gg.V No.7 Denpasar
Fakultas/Jurusan : Teknik /Teknik Elektro
Semester : 6 (Enam)
No.Telepon/HP : 081338495077
Anggota Pelaksana Kegiatan :

13. 13
Anggota 1
Nama : I Gusti Ayu Garnita Dharma
NIM : 1204405068
TTL : Denpasar, 7 April 1995
Alamat : Jl. Puri Nusa Dua 3 blok A19
Fakultas/Jurusan : Teknik / Teknik Elektro
Semester : 4 (Empat)
No.Telepon/HP : 085737119021
Anggota 2
Nama : Ahmad Eko Yulianto
NIM : 1004305027
TTL : Banyuwangi, 21 Juli 1992
Alamat : Banjar Pitik, Desa Pedungan, Denpasar
Fakultas/Jurusan : Teknik /Teknik Mesin
Semester : 8 (Delapan)
No.Telepon/HP : 085737077796