INSTALASI PENERANGAN JALAN UMUM TENAGA SURYA … · 2020. 9. 23. · PJU (Penerangan Jalan Umum)...
Transcript of INSTALASI PENERANGAN JALAN UMUM TENAGA SURYA … · 2020. 9. 23. · PJU (Penerangan Jalan Umum)...
INSTALASI PENERANGAN JALAN UMUM
TENAGA SURYA (PJUTS)
DI UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR
OLEH
LUKMAN AZIS SULTAN HASANUDDIN
105821107416 105821100416
JURUSAN TEHNIK ELEKTRO FAKULTAS TEHNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR
2020
iv
KATA PENGANTAR
Syukur Alhamdulillah penulis panjatkan ke hadirat Allah
Subhanawwataala, karena Rahmat dan Hidayah Nyalah sehingga penulis dapat
menyusun skripsi ini, dan dapat kami selesaikan dengan baik.
Tugas akhir ini disusun sebagai salah persyaratan akademik yang harus ditempuh
dalam rangka penyelesaian program studi pada Jurusan Elektro Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Makassar. Adapun judul tugas akhir adalah :
“Instalasi Penerangan Jalan Umum Tenaga Surya (Pjuts) Di
Universitas Muhammadiyah Makassar”
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan skripsi ini masih
terdapat kekurangan-kekurangan, hal ini disebabkan penulis sebagai manusia
biasa tidak lepas dari kesalahan dan kekurangan baik itu ditinjau dari segi tehnis
penulis maupun dari perhitungan-perhitungan. Oleh karena itu penulis menerima
dengan ikhlas dan senang hati segala koreksi serta perbaikan guna
penyempurnaan tulisan ini agar kelak dapat bermanfaat.
Skripsi ini dapat terwujud berkat adanya bantuan, arahan, dan bimbingan
dari berbagai pihak. Oleh karena itu dengan segalan ketulusan dan kerendahan
hati, kami mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya
kepada :
1. Bapak Ir. Hamzah Al Imran, ST,MT. sebagai Dekan Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Makassar.
v
2. Ibu Adriani, ST, MT., sebagai Ketua Jurusan Teknik Elektro Fakultas
Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar.
3. Dr. Ir. Hj. Hafsah Nirwana, MT Selaku Pembimbing I dan Ibu Adriani,
S.T., M.T. selaku Pembimbing II, yang telah banyak meluangkan
waktunya dalam membimbing kami.
4. Bapak dan ibu dosen serta staf pegawai pada fakultas teknik atas segala
waktunya telah mendidik dan melayani penulis selama mengukiti proses
belajar mengajar di Universitas Muhammadiyah Makassar.
5. Ayahanda dan Ibunda yang tercinta, penulis mengucapkan terima kasih
yang sebesar-besarnya atas segala limpahan kasih sayang, doa dan
pengorbanan terutama dalam bentuk materi dalam menyelesaikan kuliah.
6. Saudara-saudaraku serta rekan-rekan mahasiswa Fakultas Teknik
terkhusus angkatan 2016 yang dengan keakraban dan persaudaraan banyak
membantu dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
Semoga semua pihak tersebut di atas mendapat pahala yang berlipat ganda
di sisi Allah SWT dan skripsi yang sederhana ini dapat bermanfaat bagi penulis,
rekan-rekan, masyarakat serta bangsa dan Negara. Amin.
Makassar, Agustus 2020
Penulis
vi
Sultan Hasanuddin1, Lukman Azis
2
1) Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Unismuh Makassar
E_mail : [email protected] 2)
Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Unismuh Makassar
E_mail : [email protected]
ABSTRAK
PJU (Penerangan Jalan Umum) Tenaga Surya merupakan penerangan jalan
umum dimana daya listriknya untuk lampu disuplai oleh sistem mandiri yang
diperoleh dari energi matahari. Penelitian ini bertujuan untuk mendeskripsikan
rancangan lampu jalan PJU kampus berbasis tenaga surya dan LED , dengan daya
tahan modul solar panel dan LED , bersifat mandiri, tanpa jaringan tenaga listrik
dan spesifikasi penerangan yang di gunakan pada rancangan lampu jalan PJU
kampus berbasis tenaga surya dan LED . Penelitian ini dilakukan di Kampus
Universitas Muhammadiyah Makassar dengan Menggunakan metode rekayasa
nilai value engineering dan hasil yang diperoleh adalah Sistem telah mampu
bekerja dan menjalankan fungsinya dengan baik dan sesuai yang diharapkan, Dan
langkah pemasangan yang berdasarkan prosedur dengan Matahari menjadi satu-
satunya sumber energi pada PJUTS tersebut.
Kata kunci : Instalasi Penerangan Jalan Umum Tenaga Surya (PJUTS)
Universitas Muhammadiyah Makassar
vii
Sultan Hasanuddin1, Lukman Azis
2
1) Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Unismuh Makassar
E_mail : [email protected] 2)
Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Unismuh Makassar
E_mail : [email protected]
ABSTRACT
PJU (Public Street Lighting) Solar power is public street lighting where the
electrical power for the lamps is supplied by an independent system obtained from
solar energy. This study aims to describe the design of campus street lights based
on solar and LED power, with the durability of solar and LED panel modules, to
be independent, without electricity grid and the lighting specifications used in the
design of solar and LED -based campus street lights. This research was
conducted at the University of Muhammadiyah Makassar campus by using the
value engineering method and the results obtained were that the system was able
to work and carry out its functions properly and as expected, and the installation
of steps based on procedures with the sun being the only source of energy in the
PJUTS. .
Keywords: Solar Street Lighting Installation (PJUTS) Muhammadiyah University
of Makassar
viii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ............................................................................................... i
HALAMAN PERSETUJUAN .............................. Error! Bookmark not defined.i
HALAMAN PENGESAHAN ....................................................................................................................... iii
KATA PENGANTAR ........................................................................................... iv
ABSTRAK ............................................................................................................. vi
DAFTAR ISI ...................................................................................................... viiiii
DAFTAR TABEL ................................................................................................... x
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. xi
DAFTAR LAMPIRAN…………………………………………………………..xii
BAB I PENDAHULUAN ....................................................................................... 1
1.1. Latar Belakang.......................................................................................... 1
1.2. Rumusan Masalah ................................................................................... 5
1.3. Tujuan Penelitian ...................................................................................... 5
1.4. Pembatasan Masalah ................................................................................ 5
1.5. Manfaat Penelitian .................................................................................... 6
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................. 7
2.1. Penelitian yang Relevan ........................................................................... 7
2.2. Konfigurasi Sistem Lampu Penerangan Jalan .......................................... 9
2.3. Prinsip Kerja PJU dengan Solar Sel ....................................................... 15
ix
2.4. Komponen PJUTS .................................................................................. 17
2.5. Deskripsi Lingkungan Jalan ................................................................... 19
2.6. Kelebihan dan Kekurangan Implementasi PJU Tenaga Surya ............... 21
BAB III METODE PENELITIAN........................................................................ 26
3.1. Waktu dan Tempat ................................................................................. 26
3.3. Metode Penelitian ................................................................................... 26
3.4. Tehnik Pengumpulan Data ..................................................................... 27
3.5. Tehnik Analisis Data .............................................................................. 27
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ...................................... 36
4.1. Lokasi Pemasangan dan Kegiatan Instalasi ............................................ 36
4.3. Spesifikasi Penggunaan Alat .................................................................. 52
BAB V PENUTUP ................................................................................................ 48
5.1. Kesimpulan ............................................................................................. 48
5.2. Saran ....................................................................................................... 48
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 50
LAMPIRAN ......................................................................................................... 50
x
DAFTAR TABEL
Tabel 2. 1. Rincian Komponen PJU Tenaga Surya ............................................... 18
Tabel 2. 2. Standar Lebar Badan dan Daerah Jalan .............................................. 20
Tabel 2. 3. Standar Pelayanan Minimal Jalan Tol ................................................ 21
Tabel 4. 1. Otput tegangan Panel Unit PJU-TS saat Cuaca Cerah
pada hari ke Pertama ............................................................................ 38
Tabel 4.2 Output tegangan Panel Unit PJU- TS saat cuaca cerah
pada hari ke Dua.................................................................................. 39
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. 1. Jalan ke luar Kampus pada Malam hari ............................................ 3
Gambar 2. 1. Prinsip Kerja PJUTS ....................................................................... 12
Gambar 2. 2. Contoh Lampu merkuri, sodium, dan LED .................................... 13
Gambar 2. 3. Beberapa bentuk lengan tiang lampu jalan (SNI 7391, 2008) ........ 14
Gambar 2. 4. Penentuan sudut kemiringan stang ornamen terhadap lebar jalan
(SNI 7391, 2008) ................................................................................................... 14
Gambar 2. 5. Komponen PJUTS ........................................................................... 17
Gambar 3. 1. Flowchart Perancangan PJU…………………………………… 33
Gambar 3. 2. Skema Alat ...................................................................................... 35
Gambar 3. 3. Flowchart Rancangan Pemasangan PJU ......................................... 35
Gambar 3. 4. Instalasi PJU di Lapangan ............................................................... 35
Gambar 4.1. Peta Kampus Universitas Muhammadiyah Makassar ...................... 36
Gambar 4.2. Titik di Gerbang Keluar Kampus Universitas Muhammadiyah ...... 37
Gambar 4.3 Penunjukan nilai tegangan Solar cell menggunakan avometer ........ 38
Gambar 4.4. Gambar Rencana Pemasangan Komponen PJUTS ......................... 40
Gambar 4.5 Pemasangan PJUTS sesuai dengan gambar rencana ........................ 41
Gambar 4. 6. Lampu PJUTS Menyala pada malam hari....................................... 45
xii
DAFTAR LAMPIRAN
Spesifikasi Penggunaan Alat ........................................................................................ 50
Dokumentasi ................................................................................................................... 55
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
PJU (Penerangan Jalan Umum) Tenaga Surya merupakan penerangan jalan
umum dimana daya listriknya untuk lampu disuplai oleh sistem mandiri yang
diperoleh dari energi matahari.Banyak yang menggunakan istilah PJU tenaga
surya yang dipakai.Ada yang menyingkat dengan istilah PJUTS, ada juga yang
menyebut dengan istilah PJU solar cell. Namun intinya semua istilah itu mengacu
pada komponen utama penghasil daya yang ada dalam sistem suplai daya dari
PJU itu sendiri.Meskipun namanya penerangan jalan umum, namun prinsip utama
dari PJU adalah menerangi suatu kawasan tertentu pada luas bidang yang tertentu
pula. Sehingga bisa diaplikasikan pada penerangan lain selain penerangan jalan
seperti :
1. Lampu jalan baik itu jalan tol, umum, maupun jalan lingkungan.
2. Lampu taman yang juga dapat berfungsi sebagai lampu hias yang biasa
disebut dengan dekoratif.
3. Lampu fasilitas untuk transportasi seperti, pelabuhan laut, bandar udara
dan terminal bus.
4. Lapangan, sepeti lapangan parker dan lapangan olahraga,
Pertumbuhan Lampu Penerangan Jalan Umum (LPJU) mengalami
peningkatan yang sangat pesat dalam beberapa tahun terakhir ini. LPJU
merupakan pemakai energi dan penyerap anggaran serta penyumbang emisi GRK
2
yang cukup besar yang mana akan diperkirakan jumlahnya akan terus mengalami
peningkatan di masa-masa yang akan mendatang. Besarnya konsumsi energi
danemisi LPJU antara lain disebabkan karena sebagian besar masih menggunakan
teknologi yang cenderung boros dan memiliki umur pakai yang relatif singkat
serta sebagian besar pembangkit listrik milik PLN (89.53%) yang mencatu LPJU
masih menggunakan sumber energi dari fosil.
Oleh karenanya untuk melakukan upaya penghematan energi dan biaya serta
upaya untuk mendukung komitmen dari pemerintah untuk menurunkan emisi
GRK (Gas Rumah KACa) pada tahun 2020 sebesar 26% (dengan upaya sendiri)
dan 41% (apabila mendapatkan dukungan atau bantuan internasional), maka perlu
dilakukan sebuah penerapan teknologi yang lebih efisien pada sektor LPJU dapat
berupa penggunaan lampu hemat energi dan atau penggunaan sumber energi
alternatif terbarukan.
Pada saat ini penggunaan lampu hemat energi didukung oleh tersedianya
berbagai lampu hemat energi di pasaran dengan harga yang semakin kompetitif.
Sedangkan penggunaan sumber energi terbarukan tergantung dari potensi sumber
energi terbarukan yang tersedia di lokasi jalan di mana lampu penerangan jalan
diimplementasikan. Salah satu implementasi PJU adalah lampu penerangan untuk
jalan kampus di 1 titik tepatnya di jalan keluar Kampus di Universitas Muhammad
iyah Makassar yang akan di implementasikan.
3
Gambar 1. 1. Jalan ke luar Kampus pada Malam hari
Pemasangan lampu jalan umum yang berada di depan kampus Universitas
Muhammadiyah Makassar dilakukan dengan pertimbangan bahwa kampus
memiliki jumlah mahasiswa yang banyak dan memiliki segala akttivitas yang
padat dari non akademik yang hamper dilakukan sampai malam hari.
Pertimbangan inilah maka dirasakan demi keamanan dan manfaat penerangan
bagi mahasiswa yang melakukan aktivitas non akademik dapat berjalan lancar.
Adapun pemasangan lampu jalan kampus (LJK) yang dipilih berada antara
depan rektorat dan jalan masuk kampus karena merupakan lokasi yang sering
digunakan mahasiswa melkukan aktivitas non akademik dan adapun dipilih untuk
diimplementasikan pemasangan lampu penerangan jalan menggunakan tenaga
surya.
Pemakaian bahan atau lampu penerangan jalan Kampus Universitas
Muhammadiyah Makassar yang tidak hemat energi sehingga mengakibatkan
peningkatan biaya yang dibebankan kepada pemerintah daerah. Bahkan rendahnya
4
kesadaran masyarakat untuk berpartisipasi menjaga dan merawat fasilitas PJUTS
yang ada, merupakan salah satu faktor kendala dalam penerapan sistem PJUTS.
Kendala terkait PJUTS ini memang begitu banyak dimulai dari pengadaan sampai
pada perawatan.
Berdasarkan dari kenyataan tersebut, kendala umum pemasangan lampu
penerangan Kampus Universitas Muhammadiyah Makassar cukup banyak dan
rumit, sehingga terdapat beberapa bagian kampus yang tidak ditemui penerangan
lampu jalan dan tidak ada sistem PJUTS.
Untuk mengatasi problematika tersebut, maka pemasangan instlasi PJUTS
merupakan salah satu alternative menggunakan energi matahari.Dengan demikian
PJUTS di Kampus Universitas Muhammadiyah Makassar bisa dirasakan
masyarakat desa sebagai sarana pendukung aktifitas penerangan jalan terutama di
malam hari, dan merupakan alternative penghematan biaya listrik (Sundari, 2017).
Dalam tulisan ini akan dibahas tentang perencanaan pemasangan PJUTS
dengan tujuan agar pemanfaatan energi matahari dapat menjadi solusi tepat untuk
penghematan biaya listrik di Kampus Universitas Muhammadiyah Makassar,
khususnya untuk penerangan jalan umum. Selain itu, dengan perencanaan PJUTS
dengan sumber alternatif matahari ini dapat diketahui perkiraan biaya yang
dibutuhkan untuk sistem PJUTS.Dalam perencanaan ini tentu diharapkan
diketahui perbandingan biaya yang dibutuhkan pada pemasangan sistem PJUTS
dengan membeli komponen terpisah, PJUTS yang sudah jadi satu paket (Solar
Street Light), dan Integrated All in One Solar Street Lighting.
5
1.2. Rumusan Masalah
Berdasarkan alasan tersebut di atas, maka permasalahan yang timbuladalah:
1. Bagaimanakah rancangan lampu jalan PJU kampus berbasis tenaga
surya dan LED , dengan daya tahan modul solar panel dan LED ,
bersifat mandiri, tanpa jaringan tenaga listrik?
2. Bagaimanakah spesifikasi penerangan yang di gunakan pada rancangan
lampu jalan PJU kampus berbasis tenaga surya dan LED ?
1.3. Tujuan Penelitian
Berdasarkan permasalahan yang dikemukakan, maka tujuan daripenelitian
ini adalah:
1. Untuk mendeskripsikan rancangan sebuah lampu jalan PJU kampus
berbasis tenaga surya dan LED , dengan daya tahan modul solar panel
dan LED , bersifat mandiri, tanpa jaringan tenaga listrik?
2. Untuk mendeskripsikan spesifikasi penerangan yang di gunakan pada
rancangan lampu jalan PJU kampus berbasis tenaga surya dan LED ?
1.4. Pembatasan Masalah
Untuk menghindari meluasnya pembahasan maka pembatasan masalah
penelitian ini adalah pemasangan lampu jalan PJU kampus berbasis tenaga surya
dan LED .
6
1.5. Manfaat Penelitian
Manfaat yang diharapkan pada penulisan penelitian ini antara lain adalah
1. Bagi peneliti, penelitian ini diharapkan mampu menjadi skripsi yang
berkualitas sehingga mampu meluluskan peneliti dengan nilai yang
memuaskan.
2. Bagi Peneliti selanjutnya, penelitian ini diharapkan mampu menjadi
referensi dalam membuat sistem PJU yang berbasis Solar Cell
3. Bagi Kampus, penelitian ini diharapkan mampu memberikan masukan
terkait mengefisienkan biaya listrik dengan penggunaan sumber daya
alam tenaga surya.
7
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Penelitian yang Relevan Tentang PJUTS
Azmal Harun Arrasyid, Didik Notosoedjono, Hasto Subagya (2016) dengan
judul penelitian analisis perencanaan penerangan jalan umum dan lampu taman
berbasis photovoltaik di Universitas Pakuan Bogor. Adapun hasil penelitian yang
diperoleh adalah enerangan jalan umum konvensional merupakan langkah yang
kurang tepat untuk diterapkan di Universitas Pakuan Bogor, karena biaya listrik
bulanan untuk menunjang kegiatan belajar mengajar sudah sangat mahal.Maka
dari itu dibutuhkan penerangan jalan umum berbasis photovoltaik.Dengan potensi
tenaga surya yang besar, maka penerapan tenaga surya dengan PJU untuk di
lingkungan Universitas Pakuan Bogor sangat lah cocok.Penelitian dilakukan di
Universitas Pakuan Bogor yang meliputi kampus utama dan fakultas teknik. Agar
aspek teknis dan ekonomisnya tercapai, perencanaan membutuhkan 145 tiang
dengan rincian 84 tiang lengan tunggal, 53 tiang lengan ganda, dan 8 tiang empat
lengan. Dengan total daya 3.280 Watt dan dengan total biaya Rp. 2.274.559.254,-.
Penelitian yang serupa dilakukan oleh Ilyas AChmad Syarifudin, Bonar
Sirait, dan Purwoharjono (2015) rancang bangun penataan lampu penerangan
jalan umum di Kota Sintang dengan hasil penelitian bahwa sistem penempatan
lampu penerangan jalan umum yang terpasang saat ini dengan total panjang jalan
4,769 Km dan lebar jalan 6 meter, maka hasil dari pengukuran dan perhitungan
dengan menggunakan metode titik (point by point) pada penerangan jalan tersebut
masih belum sesuai dengan iluminasi rata-rata standar yang berlaku berdasarkan
8
IES (Illuminating Engineering Society), yaitu 6 - 12 lux. dimana iluminasi rata-
rata pada jalan di Kota Sintang berdasarkan hasil pengukuran adalah 1,22 lux dan
berdasarkan hasil perhitungan adalah 1,46 lux, sehingga penulisan tugas akhir ini
bertujuan untuk menerapkan sistem penataan lampu penerangan jalan umum yang
baik dan sesuai standar yang berlaku agar dapat menjadi masukan Pemerintah
Kabupaten Sintang sebagai pertimbangan dalam perencanaan penerangan jalan
umum dimasa yang akan datang. Berdasarkan hasil dari perancangan penataan
lampu penerangan jalan, maka dipilih jenis tiang lampu lengan tunggal dengan
tinggi 10 meter, panjang lengan lampu 2 meter dan jarak dari tiang ke perkerasan
jalan aspal adalah 1 meter. Untuk mendapatkan hasil iluminasi rata-rata yang
sesuai dengan standar yang berlaku yaitu 6 - 12 lux, maka dipilih lampu sodium
bertekanan tinggi (SON – T 150 Watt) dengan model susunan lampu satu sisi
jalan (single side) dan jarak antar tiang lampu adalah 36 meter sehingga iluminasi
rata-rata yang dihasilkan lampu pada permukaan jalan adalah 6,66 lux.
Penelitian yang sama juga dilakukan oleh Tri Wahyu Oktaviana Putri, Adri
Senen, Yoakim Simamora, dan Dwi Anggaini (2019) dengan judul Pemanfaatan
Energi Surya untuk Penerangan Jalan & Fasilitas Umum di Desa Sukarame Kab.
Lebak Banten. Adapun hasil penelitian diperoleh bahwa jalan sebagai salah satu
sarana umum yang vital dalam menghubungkan antar daerah satu ke daerah yang
lainnya. Oleh karena itu, keberadaaan penerangan jalan umum (PJU) adalah hal
yang sangat penting demi kelancaran aktivitas warga di malam hari. Tetapi, tidak
semua ruas jalan telah terpasang PJU. Misalnya ruas jalan desa di Desa Sukarame,
Kec. Sajira, Kab. Lebak, Banten. Desa ini merupakan desa yang dialiri arus listrik
9
tetapi pasokan listrik untuk PJU masih sangat terbatas.Oleh karena itu diperlukan
pemasangan PJU berupa lampu tenaga surya sebagai alternatif efektif bagi
penerangan jalan dan fasilitas umum.Lampu tenaga surya dipilih mengingat
lampu tersebut tidak memerlukan pasokan listrik dari rumah warga dan keadaan
geografis desa yang sangat potensial untuk memanfaatkan energi surya. Lampu
tenaga surya dipasang pada 3 titik strategis yaitu di jalan kampung depan TK,
jalan kampung depan lapangan, dan teras mushola. Selain pemasangan lampu
untuk penerangan umum, analisis ekonomi juga dilakukan pada kegiatan ini
dengan cara membandingkan total biaya yang diperlukan PJU lampu surya
dengan total biaya PJU lampu pijar. Walaupun harga PJU tenaga surya lebih
mahal, tetapi untuk penggunaan jangka panjang, PJU tenaga surya jauh lebih
ekonomis dibandingkan PJU lampu pijar.
Ketiga penelitian diatas hamper sama dengan studi yang dilakukann.
Persamaannya yaitu peneliti sama-sama melakukan perancangan dan pemasangan
lampu jalan umum menggunakan tenaga surya sedangkan perebdaanya yakni pada
penelitian Azmal dkk meneliti terkait penerangan lamu jalan dan taman yang
berbeasis photovoltaic, sedangkan pada penelitian Ilyas dkk melakukan rancang
bangung penerangan jalan umum, dan penelitian yang dilakukan oel Tri dkk
menguraikan terkait pemanfaatan tenaga surya.
2.2. Konfigurasi Sistem Lampu Penerangan Jalan
Lampu penerangan jalan adalah bagian dari bangunan pelengkap jalan
yang dapat dipasang di kiri atau kanan jalan dan atau di tengah (di bagian median
jalan) yang digunakan untuk menerangi jalan maupun lingkungan disekitar
10
jalan.Penerangan Jalan Tenaga Surya merupakan sebuah alternatif yang murah
dan hemat untuk digunakan sebagai sumber listrik penerangan karena
menggunakan sumber energi gratis dan tak terbatas dari alam yaitu energi
matahari. Menggunakan Modul/Panel Surya dengan lifetime hingga 25 tahunyang
berfungsi menerima cahaya (sinar) matahari yang kemudian diubah menjadi listrik
melalui proses photovoltaic. Kemudian disimpan di baterai sehingga tidak
memerlukan suplai dari PLN, secara otomatis dapat mulai menyala pada sore hari
dan padam pada pagi hari dengan perawatan yang mudah dan efisien selama
bertahun tahun.Secara keseluruhan sistem ini dirancang untuk penyediaan cahaya
penerangan umum dengan sumber energi terbarukan, bebas biaya perawatan dan
berumur ekonomis lama.
Tenaga Surya ( PJU-TS ) sangat cocok digunakan untuk jalan-jalan di
daerah-daerah yang belum terjangkau oleh listrik PLN dan juga daerah-daerah
yang mengalami krisis energi listrik terutama di daerah terpencil seperti
perkebunan, daerah pertambangan, pedesaan atau perkampungan yang belum
terjangkau oleh PLN. Namun belakangan ini PJU Tenaga Surya juga marak
diaplikasikan di daerah perkotaan seperti di kawasan jalan-jalan utama, jalan
kawasan perumahan, halte bis, tempat parkir, pompa bensin (SPBU) dan
sebagainya.
Lampu jalan PJU tenaga surya berbasis LED menggunakan daya yang
lebih sedikit dan efisien. Menggunakan Lampu LED jenis hi-power yang sangat
terang, hemat energi dan tahan lama. Masa pemakaian Lampu LED bisa
mencapai 50.000 jam dengan sumber daya DC. Dengan lamanya interval
11
penggantian lampu berarti juga mengurangi frekuensi dan menghemat biaya
operasional pemeliharaan untuk ongkos jasa penggantian bola lampunya
saja.Baterai yang digunakan adalah baterai bebas perawatan (maintenance free)
jenis VRLA dan tipe Deep Cycle.Dengan menggunakan perangkat ini, kita sudah
memiliki sumber energi sendiri tanpa ketergantungan dengan pihak lain, hemat
BBM, dan ramah lingkungan. PJU Tenaga Surya beroperasi secara mandiri dan
tidak memerlukan kabel jaringan antar tiang sehingga installasinya menjadi sangat
mudah, praktis, sangat ekonomis dan tentunya dapat terhindar dari blACk out total
jika terjadi gangguan.Dengan sistem pemasangan yang cepat dan mudah, PJU
LED Tenaga Surya dapat menjadi solusi yang cepat dalam mengatasi kebutuhan
penerangan jalan umum.
Pertimbangan-pertimbangan menggunakan lampu jalan PJU berbasis
tenaga surya dan LED :
1. Daya tahan modul solar panel dan LED
2. Bersifat mandiri, tanpa jaringan tenaga listrik
3. Menggunakan energi matahari
4. Ramah lingkungan
5. Instalasi sangat mudah
6. Hemat biaya perawatan
7. Mudah dipindahkan
8. Life time yang lama (lampu LED hingga 11 tahun & solar panel hingga
25 tahun)
12
Aplikasi lampu jalan PJU tenaga surya terdiri dari: Lampu jalan, lampu
taman, lampu dermaga, lampu lapangan parkir, lampu jalan raya terpencil, lampu
jalan pedesaan, lampu penerangan wisata, lampu jalan perkebunan, lampu jalan
pertambangan, dan lain-lain. Secara umum Prinsip Kerja PJU Tenaga Surya dapat
diuraikan sebagai berikut:
Gambar 2. 1. Prinsip Kerja PJUTS
Sumber: TMLEnergy
Pada siang hari, sinar matahari dikonversi menjadi arus listrik oleh panel
surya. Arus listrik tersebut dialirkan ke baterai melalui SCC (Solar Charge
Controller) sebagai regulator arus danmenjaga agar tidak terjadi over discharge
pada baterai. Pada malam hari, lampu akan menyala dengan mengambil energi
listrik yang disimpan pada baterai ketika siang hari. Arus listrik dari baterai ke
lampu mengalir melalui SCC agar arus listrik tetap stabil.
13
Lampu penerangan yang dimaksud adalah suatu unit lengkap yang terdiri
dari sumber cahaya (lampu/luminer), elemen-elemen optik (pemantul/reflector,
pembias/refrACtor, penyebar/diffuser). Elemen-elemen elektrik (konektor ke
sumber tenaga/power supply. dll.), struktur penopang yang terdiri dari lengan
penopang, tiang penopang vertikal dan pondasi tiang lampu. Dalam perencanaan
instalasi penerangan jalan haruslah semestinya dengan standar dan ketentuan yang
telah berlaku dan ditetapkan oleh suatu lembaga di daerah tersebut.Di Indonesia
ketentuan dan standar ini dinamakan SNI (Standar Nasional Indonesia).
Berdasarkan jenis sumber cahaya, lampu penerangan jalan umum dapat pula
dibedakan atas 3 (tiga) mACam yaitu lampu merkuri, lampu sodium, dan lampu
LED .
Gambar 2. 2. Contoh Lampu merkuri, sodium, dan LED
Sedangkan tiang merupakan komponen yang digunakan untuk menopang
lampu. Beberapa jenis tiang yang digunakan untuk lampu jalan adalah tiang
besi dan tiang octagonal.Berdasarkan bentuk lengannya (stang ornamen), tiang
lampu jalan dapat dibagi menjadi 3, yaitu lengan tunggal, lengan ganda , dan
tanpa lengan.
14
Gambar 2. 3. Beberapa bentuk lengan tiang lampu jalan (SNI 7391, 2008)
Untuk menentukan sudutkemiringanstang ornamen, agar titik penerangan
mengarah ke tengah-tengah jalan, maka:
Sehingga
Gambar 2. 4. Penentuan sudut kemiringan stang ornamen terhadap lebar
jalan (SNI 7391, 2008)
Dimana :
h : tinggi tiang
t : jarak lampu ke tengah-tengah jalan
15
c : jarak horizontal lampu-tengah jalan
W1 : tiang ke ujung lampu
W2 : jarak horizontal lampu ke ujung jalan
2.3. Prinsip Kerja PJU dengan Solar Sel
Sistem photovoltaic menghasilkan daya keluaran hanya pada saat modul
photovoltaic disinari matahari, oleh karena itu sistem photovoltaic menggunakan
mekanisme penyimpanan energi agar energi listrik selalu tersedia pada waktu
matahari sudah tidak menyinari (malam hari).Baterai merupakan komponen yang
digunakan untuk penyimpanan energi listrik yang dihasilkan array
photovoltaic.Selain untuk media penyimpanan energi listrik, baterai
jugadigunakan untuk pengaturan sistem tegangan dan sumber arus yang dapat
melebihi kemampuan array photovoltaic.
Sebelum mendesain PJU yang memanfaatkan solar cell, ada beberapa hal
yang perlu dipertimbangkan yaitu:
1. Pemakaian daya rata-rata selama 24 jam.
2. Pemakaian daya rata-rata pada malam hari (terhitung dari nilainya sinar
matahari yang mengenai solar cell).
3. Pemakaian daya puncak.
Pertimbangan-pertimbangan diatas digunakan untuk mengetahui
spesifikasi komponen yang akan dipasang pada sistem tersebut, karena
salah memilih komponen bisa menyebabkan sistem ini tidak bekerja
dengan baik (mudah rusak/tidak maksimal). PV module adalah peralatan
yang mengubah energi cahaya matahari menjadi energy listrik.
16
Merupakan peralatan energi terbarukan (renewable energy) yang ramah
akan lingkungan (clean energy). PV module ini pada siang hari akan
menghasilkan energy listrik yang kemudian disimpan dalam baterai
sehingga dapat dipergunakan untuk menyuplai beban lampu pada malam
hari.
4. Solar Charge Controller merupakan peralatan yang mengatur proses
pengisian energy dari PV ke baterai serta pengeluaran energi dari baterai
ke beban (lampu) agar baterai tidak mengalami kerusakan akibat
overcharge maupun overdischarge.
5. Box Batere dan Panel Kontrol adalah sebuah panel untuk wadah/casing
baterai dan SCC dengan instalasi wiring-nya.
6. Battery Bank digunakan untuk menyimpan energi pada siang hari dari
Solar Array yang selanjutnya dipergunakan untuk menyuplai beban
(lampu) pada malam hari.
Lampu penerangan jalan (PJU) tenaga matahari mempunyai ketinggian
tiang yang berbeda-beda, mulai dari 7 m s/d 9 m. Jarak antar tiang juga bervariasi
mulai dari 15m s/d 40m. Jarak antar tiang tergantung ketinggian tiang, jenis
lampu, dan cahaya yang dibutuhkan (brightness).
17
Gambar 2. 5. Komponen PJUTS
Sumber: TMLEnergy
2.4. Komponen PJUTS
Komponen PJU tenaga surya meliputi komponen pembangkit, komponen
beban dan komponen pendukung.Komponen pembangkit berupa panel surya
(solar panel/pv panel/solar module/pv module), Solar Charge Controller (battery
control regulator/battery control unit) dan baterai. Komponen beban berupa
lampu LED . Sementara komponen pendukung terdiri dari tiang, kabel box baterai
dan aksesoris. Komponen pembangkit PJU akan membentuk sistem pembangkit
listrik tenaga surya (PLTS) untuk mensuplai listrik ke komponen beban.
Sebagaimana penghitungan PLTS, untuk menentukan besar sistem
pembangkitan beserta sub komponen yang dibutuhkan, maka diperlukan
penghitungan besar energi yang akan dikonsumsi oleh komponen beban. Hal ini
dilakukan untuk mengoptimalkan penggunaan sistem dengan spesifikasi teknis
yang efisien namun dapat diandalkan (reliable). Komponen PJU tenaga Surya
secara umum adalah : Modul Solar cell Mono/Polycrystalline, Lampu LED /CFL
18
+ Cobra Head Lamp, Charge Controller Automatic Timer, Battery SLA/VLRA
Deep Cycle Free Maintenance, Battery Box, Solar Panel Support, Poles and
Various BrACkets, and Wiring Harnesses.
Tabel 2. 1. Rincian Komponen PJU Tenaga Surya
Gambar Peralatan Utama Spesifikasi
Modul Surya
Modul Surya dengan jenis
Mono/Polycrystalline Silicon,
menkonversi
radiasi sinar matahari menjadi
tenaga listrik
yang nantinya digunakan
sebagia sumber
energy
Tipe Cell :
3. Mono/Polycrystalline
4. Jumlah cell : 36 - 72
5. Daya : 80 Wp-250
Wp
Battery
Baterai berfungsi untuk
menyimpan energi
yang
dihasilkan oleh modul surya,
didesain untuk
dapat
mengalirkan arus konstan
dalam waktu yang
lama
- Tipe Baterai:
VRLA Gel / MF-
Nominal Tegangan : 12 –
24 V
- Kapasitas: 65 – 150 Ah
Solar Charge Controller
Solar Charge Controller
mengatur arus listrik
yang
dihasilkan modul surya untuk
disimpan ke
baterai,
SCC menjaga agar arus listrik
yang dihasilkan
tetap stabil sehingga
memperpanjang usia
baterai
- Algoritma Kontrol:
MPPT/PWM
- Nominal Tegangan: 10
– 20 A / 12 –
24 V
19
Tiang & Armature
Teknologi pembuatan tiang
menggunakan
pelindung galvanize, sehingga
lebih tahan
terhadap korosi. Tinggi dan
sudut armarture
disesuaikan dengan kebutuhan
luminasi dan
illuminasi
- Oktagonal
- Hot Dip Galvanized
- Anti Panjat
Lampu LED
Lampu LED merupakan
teknologi penerangan dengan
efisiensi yang tinggi. LED
memiliki
usia
pakai yang cukup panjang, serta
warna cahaya
yang bisa disesuakan dengan
kebutuhan dan
kondisi lingkungan
- Luminasi > 110 lm/W
- Daya : 20 – 120 W
Box Panel Listrik
Box Batere dan Panel Kontrol
adalah sebuah
panel untuk wadah/casing
baterai dan SCC
dengan instalasi wiring-nya.
- Powder Coating
- IP 54
- Air Ventilated
Source: TMLEnergy
2.5. Deskripsi Lingkungan Jalan
Menurut Volume Jalan, terbagi atas:
1. Arteri Primer
Menghubungkan kota jenjang ke satu yang terletak berdampingan atau
menghubungkan kota jenjang ke satu.
2. Arteri Sekunder
Menghubungkan kawasan primer dengan kawasan sekunder I atau
menghubungkan kawasan sekunder I dengan kawasan sekunder II
20
3. Kolektor Primer
Menghubungkan kota jenjang kedua dengan kota jenjang kedua atau
menghubungkan kota jenjang kedua dengan kota jenjang ketiga
4. Kolektor Sekunder
Menghubungkan kawasan sekunder II dengan kawasan sekunder II atau
menghubungkan kawasan sekunder II dengan kawasan sekunder III
5. Lokal Primer
Menghubungkan kota jenjang ke satu dengan persil atau menghubungkan
kota jenjang kedua dengan persil atau menghubungkan kota jenjang
ketiga.
2.5.1. Badan Jalan
Badan jalan meliputi jalur lalu lintas dengan atau tanpa jalur pemisah dan
bahu jalan, badan jalan hanya diperuntukkan bagi arus lalu lintas dan pengamanan
terhadap konstruksi jalan.Secara geometris lebar badan jalan dan daerah jalan
yang meliputi daerah milik jalan (Damija), daerah manfaat jalan (Damaja) dan
daerah Pengawasan Jalan (Dawasja) pada masing-masing fungsi jalan
sebagaimana diatur pada Undang-undang Nomor 26 tahun 1985.
Tabel 2. 2. Standar Lebar Badan dan Daerah Jalan
Fungsi Jalan DAMINA (m) DAMAJA (m) DAWASJA
MINIMAL (m)
Arteri primer 8 14 20
Kolektor Primer 7 11 15
Lokal Primer 6 8 10
Arteri Sekunder 7 7 7
Local sekunder 5 5 5
Sumber: Undang-undang Nomor 26 Tahun 1985
21
2.5.3 Standar Penerangan Jalan
Standar tentang fungsi, jenis, dimensi, pemasangan, penempatan/penataan
yang digunakan untuk penerangan ruas jalan, persimpangan sebidang maupun
tidak sebidang, jembatan dan terowongan di kawasan perkotaan yang mempunyai
klasifikasi fungsi jalan arteri, kolektor dan lokal diatur dalam SNI 7391:2008
tentang Spesifikasi penerangan jalan di kawasan perkotaan. Sementara untuk
Jalan Tol diatur dalam PERMEN PU No16 /PRT/M/2014 tentang Standar
Pelayanan Minimal Jalan Tol.
Tabel 2. 3. Standar Pelayanan Minimal Jalan Tol
SubtansiLayanan Indikator Cakupan Tolok Ukur Keterangan
Keselamatan Fasilitas
Lainnya
Penerangan
Jalan
Umum (PJU)
Wilayah
Perkotaan
Seluruh Ruas
Jalan Tol
Lampu
Menyala
100%
Waktu
Toleransi
pemenuhan
2 x 24
Jam
2.6. Kelebihan dan Kekurangan Implementasi PJU Tenaga Surya
2.6.1. Kelebihan Implementasi PJU Tenaga Surya
1. Ramah lingkungan dan bebas polusi.
Sistem listrik tenaga surya secara umum tidak memberikan konstribusi
terhadap perubahan iklim di bumi.Ini dikarenakan sistem listrik tenaga surya
tidak memancarkan gas rumah kACa yang berbahaya seperti karbon
dioksida.Selain itu sistem listrik tenaga surya juga tidak menyebabkan polusi
suara (tidak berisik).
22
2. Sumber energi melimpah yang tak terbatas.
Energi yang digunakan atau dimanfaatkan oleh sistem tenaga surya adalah
energi alternatif yang melimpah (sinar matahari).Matahari adalah sumber
energi yang tidak terbatas. Dalam konteks Indonesia sebagai negara yang
berada di sekitar khatulistiwa, matahari bersinar sepanjang tahun sehingga
energi dari matahari ini selalu tersedia kapan saja dan dimana saja di wilayah
Indonesia.
3. Tidak tergantung jaringan PLN.
Suplai daya mandiri sehingga tidak tergantung pada jaringan listrik
konvensional (PLN). PJU yang satu ini tidak akan berpengaruh jika ada
masalah di jaringan listrik PLN yang menyebabkan pemadaman. Dengan kata
lain PJU yang satu ini tidak membutuhkan adanya jaringan listrik PLN. Ini
menjadi keuntungan utama karena sesuai dengan namanya, PJU seharusnya
tetap menerangi lokasi dimana ia dipasang karena penerangan tersebut
melayani kepentingan umum. Kepentingan umum dimaksud dapat berupa
keamanan dan kenyamanan kelompok masyarakat yang ada di lokasi maupun
kelompok masyarakat yang sedang/akan melewati lokasi tersebut.
4. Nihil biaya listrik PLN.
Karena merupakan sistem mandiri yang tidak tergantung dengan jaringan PLN
tentunya akan menihilkan biaya penggunaan listrik PLN. Sebagai informasi
bahwa penerangan jalan umum yang ada dan menggunakan jaringan listrik
PLN bukanlah fasilitas gratis yang diberikan oleh PLN. Penggunaan PJU
diperhitungkan PLN dan harus dibayarkan oleh pemerintah daerah setempat.
23
Untuk kepentingan pembayaran itu, pada lembar tagihan listrik bulanan akan
tertera komponen penerangan jalan umum sebagai salah satu yang harus
dibayarkan. Atau jika menggunakan listrik prabayar, maka komponen PJU
sudahdiperhitungkan dalam harga per KWh yang dtetapkan yang membentuk
harga voucher/token listrik prabayar.
5. Dapat dipasang dimana saja.
Sifat mandiri dari jaringan listrik PLN menjadikan keuntungan terbesar PJU
ini.Dengan kemandirian tersebut, maka PJU tenaga surya dapat dipasang
dimana saja selama panel surya sebagai penangkap sinar matahari tidak
terhalangi oleh bayangan benda apapun.Untuk jalan-jalan lintas yang tidak
sejajar dengan jaringan distribusi PLN, maka PJU ini menjadi pilihan yang
rasional.
6. Usia pakai yang sangat panjang.
PJU tenaga surya mengadopsi semangat efisiensi energi sehingga salah satu
faktor utama dan menjadi keuntungan PJU ini adalah usia pakai haruslah cukup
panjang sehingga tidak memberatkan dalam operasional terutama perawatan
rutin. Sebagai contoh, panel surya rata-rata memiliki usia pakai sampai dengan
25 tahun dengan degradasi efisiensi hanya 10%. Contoh lainnya adalah
penggunaan lampu LED dengan usia pakai sampai dengan 50.000 jam atau
jika PJU menyala selama 10 jam sehari, maka usia pakai maksimum lampu
LED ini bisa mencapai lebih dari 13 tahun. Bandingkan dengan penggunaan
lampu gas konvensional yang masih banyak digunakan PJU saat ini.
24
7. Perawatan rutin yang minimal.
Banyak yang mengatakan PJU tenaga surya bebas perawatan, namun saya
tidak sepakat dengan penggunaan istilah bebas tersebut. Akan lebih tepat
menggunakan istilah minim perawatan karena bagaimanapun sebuah sistem
akan membutuhkan perlakuan untuk menjamin keberlangsungan sistem itu
sendiri. Adapun perawatan PJU tenaga surya akan sangat tergantung pada
kondisi lokasi dan pemilihan komponen utama yaitu baterai yang digunakan.
2.6.2. Kekurangan Implementasi PJU Tenaga Surya
1. Biaya investasi awal yang relatif mahal.
Harus diakui biaya investasi awal PJU tenaga surya jika dibandingkan dengan
PJU konvensional akan terasa relatif mahal. Namun dengan skala produksi
massal yang dilakukan oleh China pada beberapa tahun belakangan ini, secara
perlahan namun pasti investasi pembangkit listrik tenaga surya (termasuk PJU)
mengalami penurunan yang tajam jika dibandingkan 10 tahun lalu.Menjawab
pertanyaan mahalnya biaya investasi ini, bisa dijawab dengan melakukan
komparasi biaya dalam rentang waktu tertentu antara PJU tenaga surya dan
PJU konvensional.PJU tenaga surya memang relatif mahal di awal, namun
minim biaya rutin.Sementara PJU konvensional relatif murah di awal, namun
dengan biaya rutin yang terus menerus setiap bulannya berupa penggunaan
daya dari PLN.
2. Tergantung cuACa.
Saat cuACa hujan/mendung, kemampuan panel surya menangkap sinar
matahari tentu akan berkurang yang berakibat pada tidak optimalnya konversi
25
energi yang terjadi. Untuk menghadapi hal tersebut, pemilihan panel surya
menjadi sesuatu yang perlu menjadi pertimbangan perencanaan dengan juga
mempertimbangkan posisi lokasi terhadap matahari dan kekuatan radiasi
matahari di lokasi tersebut. Dalam konteks Indonesia, secara umum faktor
matahari tidaklah terlalu signifikan berpengaruh kecuali di beberapa daerah
yang memang radiasi mataharinya sangat kecil seperti di Bogor, Jawa Barat
yang radiasinya hanya sekitar 2,5 kWh/m²/hari dibandingkan dengan radiasi
rata-rata indonesia sebesar 4,8 kWh/m²/hari.
26
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1. Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilaksanakan di Kampus Universitas Muhammadiyah
Makassar. Penelitian dilaksanakan mulai bulan Juni sampai dengan Agustus 2020
3.2. Alat dan Bahan
1. Modul Solar cell Mono/Polycrystalline
2. Lampu LED /CFL + Cobra Head Lamp
3. Charge Controller Automatic Timer
4. Battery SLA/VLRA Deep Cycle Free Maintenance
5. Battery Box
6. Solar Panel Support
7. Poles and Various BrACkets
8. Wiring Hamess
3.3. Metode Penelitian
Penelitian “Instalasi Penerangan Jalan Umum Tenaga Surya (PJUTS) DI
Kampus Universitas Muhammadiyah Makassar” menggunakan metode rekayasa
nilai (value engineering). Pendekatan yang digunakan dalam analisis dengan cara
kualitatif dan kuantitatif dari berbagai sumber data yang diperoleh.
27
3.4. Tehnik Pengumpulan Data
3.4.1. Observasi Lapangan
Pengumpulan data melalui studi lapangan adalah untuk mendapatkan data
primer, dilakukan dengan cara :
1. Observasi, yaitu dengan mengamati secara langsung objek yang diteliti,
yakni LPJU konvensional yang berada di Kampus Universitas
Muhammadiyah Makassar dan penempatan dan pemasangan LPJU
Kampus Universitas Muhammadiyah Makassar.
2. Wawancara, dalam penelitian lapangan dilakukan wawancara terhadap
beberapa responden untuk mengumpulkan data-data mengenai lampu
jalan solar cell dan lampu jalan konvensional. Wawancara ini dilakukan
di pegawai Kampus Universitas Muhammadiyah Makassar sebagai
respondennya.
3.4.2. Studi Pustaka
Studi pustaka dilakukan upaya mempelajari dan mengumpulkan data
sekunder untuk menunjang penelitian.Data yang dikumpulkan berasal dari buku
referensi, jurnal, prosiding, dokumen-dokumen dan artikel dari internet, serta
bahan kuliah yang mendukung dan berkaitan dengan topik tugas akhir ini.
3.5. Tehnik Analisis Data
Analisa teknis merupakan sebuah analisa yang sifatnya observatif serta
perhitungan rumus yang ada dengan menyesesuaikan kriteria dan Standarisasi
Nasional Indonesia (SNI) yang berlaku dan tertera pada PUIL (Persyaratan Umum
Instalasi Listrik).Menganalisis hal teknis terhadap LPJU dilakukan untuk
28
mendapatkan sistem penerangan yang baik, aman, handal, tahan lama, dan sesuai
dengan spesifikasi pabrikasinya dan terlebih sesuai SNI .Adapun analisis teknik
dilakukan terhadap komponen-komponen PJU yang meliputi lampu, penerangan,
tiang, stang ornamen, penghantar, dll.Berikut penjelasan masing-masing
komponen yang dianalisa dalam tugas akhir berikut.
3.5.1. Lampu dan Penerangan
Lampu adalah suatu unit lengkap yang terdiri dari sumber cahaya
(lampu/luminer), elemen-elemen optik (pemantul/reflector, pembias/refrACtor,
penyebar/diffuser).elemen-elemen elektrik (konektor ke sumber tenaga/power
supply. dll.). Untuk itu lampu memerlukan daya (sumber listrik) untuk
membuatnya bekerja (hidup) dan akan menghabiskan energi selama lampu
tersebut bekerja (dihidupkan). Berikut rumus yang digunakan untuk mencari besar
energi yang dipakai pada lampu:
= x t …………….. 3.1.
dimana :
= energi yang dibutuhkan atau beban (Wh/watt.hour)
= daya beban atau lampu (watt)
t = lama pemakaian beban atau lampu dalam satu hari (hour)
Dalam merencanakan instalasi penerangan, ada beberapa hal yang perlu
diperhatikan untuk mendapatkan penerangan yang baik, yang memenuhi
fungsinya agar mata dapat melihat dengan jelas dan nyaman. Maka dari
itudiperlukan beberapa perhitungan penerangan, diantaranya adalah:
29
1. Intensitas Cahaya
Intensitas cahaya adalah fiuks cahaya per satuan sudut ruang dalarn arah
pancaran cahaya yang dapat ditulis dengan persamaan :
I =
…………….. 3.2.
dimana :
I = intensitas cahaya (candela)
q = fluks cahaya dalam lumen (lm)
w = sudut ruang dalam steridian (sr)
2. Iluminasi (Intensitas Penerangan)
lluminasi atau intensitas penerangan adalah kerapatan fiuks cahaya yang
mengenai suatu permukaaan, secara matematis dirumuskan :
E=
……………. 3.3.
dimana :
E= intensitas penerangan/iluminasi (lux atau lm/ m2)
A = luas bidang (m2)
q= fluks cahaya dalam lumen (lm)
Intensitas penerangan pada suatu titik umumnya tidak sama untuk setiap
titik pada bidang tersebut. Intensitas penerangan suatu bidang karena suatu
sumber cahaya dengan intensitas (I), berkurang dengan kuadrat dari jarak
antara sumber cahaya dan bidang itu (invers square law).Untuk
memastikan intensitas penerangan di seluruh bagian bidang memenuhi
syarat minimal yang telah ditetapkan digunakan perhitungan metode titik.
30
3. Efikasi Cahaya
Efikasi cahaya merupakan perbandingan antara fiuks cahaya yang
dihasilkan larnpu dengan daya listrik yang dipakainya, secara matematis
dapat dirumuskan sebagai berikut :
K=
…………….. 3.4.
dimana : K = efikasi cahaya (lm/watt)
= daya lampu (watt)
p= fluks cahaya (lumen)
4. Efisiensi Penerangan
Efisiensi penerangan adalah perbandingan antaran fluks cahaya yang
dipancarkan oleh armatur atau dapat juga diartikan sebagai fluks cahaya
yang sampai ke objek dengan fluks cahayayang dipancarkan oleh sumber
cahaya atau fluks cahaya awal, secara matematis dirumuskan :
K=
…………….. 3.5.
dimana :
K = efisiensi cahaya penerangan
= fluks cahaya yang dipancarkan oleh sumber
cahaya(lumen)
g = fluks cahayayang dipancarkan oleh armatur (lumen)
3.5.2. Tiang dan Stang Ornament
Tiang merupakan salah satu dari komponen penting pada penerangan jalan
umum.Fungsinya sebagai tempat untuk meletakkan lampu (beserta armaturnya),
31
stang ornament, panel surya, baterai, inverter, dan lain sebagainya.Untuk
menentukan sudut kemiringan stang ornamen, agar titik penerangan mengarah
ketengah - tengah jalan. Maka, untuk menentukan sudut kemiringan stang
ornamen,agar titik penerangan mengarah ketengah – tengah jalan.
√ …………….. 3.6.
…………….. 3.7.
dimana: h = tinggi tiang
T = jarak lampu ke tengah jalan
c = jarak horizontal lampu ke tengah jalan
w1 = jarak tiang ke horizontal lampu
w2 = jarak horizontal lampu ke ujung jalan
b = lebar batu jalan
o = jarak batu jalan ke horizontal lampu
T = batas kemiringan stang ornamen
φ = sudut kemiringan stang ornament
3.5.3. Penghantar Listrik
Kabel merupakan rakitan satu penghantar atau lebih, baik penghantar itu
pejal maupun pintalan, masing-masing dilindungi isolasi, dan keseluruhannya
dilengkapi dengan selubung pelindung bersama. Dimana pada umumnya bagian-
bagian untuk kabel tegangan rendah adalah:
1. Penghantar
2. Isolasi
32
3. Lapisan pembungkus inti
4. Pelindung mekanis
5. Selubung luar
3.5.4. Perencanaan LPJU Solar cell
Dalam merencanakan LPJU solar cell yang sesuai dengan SNI digunakan
perhitungan – perhitungan yang tepat dan sesuai kebutuhan. Beberapa
kmponen penting LPJU solar cell akan dijelaskan satu per satu di bawah
ini.
1. Lampu LED (Light Emitting Diode)
2. Panel surya
3. Solar charge controller
33
3.5. Flowchat
Gambar 3.1. Flowchart Perancangan PJU
Tidak
Ya
34
1. Perancangan penerangan jalan umum dimulai dengan mencari studi literature
yang relevan dengan perancangan studi penerangan lampu jalan umum.
2. Pengukuran penggunaan energi harian sebelum menggunakan sel surya dengan
berdsarkan pada studi yang sebelumnya telah melakukan perancangan.
3. Perancangan desain penerangan jalan umum terkait alat-alat yang digunakan
berdasarkan hasil pengukuran
4. Pemasangan sel surya dilakukan setelah alat dan bahan lengkap dan sudah
sesuai dengan rancangan desain
5. Setelah dilakukan pemasangan sel surya, maka dilanjutkan dengan perakitan
rangkaian yaitu menyambungkan antara alat dan bahan yang sudah terpasang
6. Tahap selanjutnya dilakukan pengujian terhadap alat dan bahan yang sudah
dirakit. jika setelah dilakukan pengujian dan alat tidak berfungsi dengan baik
maka akan dilakukan perbaikan rangkaian.
7. Setelah pengujian alat dan sudah berfungsi dengan baik, maka akan dilakukan
pengukuran penggunaan energi harian sel surya.
8. Setelah diketahui penggunaan energi harian sel surya, maka aka dilakukan
analisa pengukura penggunaan alat. hal ini dilakukan bertujuan untuk melihat
apakah alat yang digunakan secara keseluruhan sudah sesuai dengan
perancangan PJU.
35
Gambar 3. 2. Skema Alat
Skema alat yang digunakan dalam perancangan PJU yaitu pada tahap awal
penempatan panel surya. Panel surya berfungsi sebagai pembangkit listrik yang
mengubah energi surya menjadi energi listrik. Energi dari panel surya selanjutnya
akan dihantarkan ke Solar Controller, Mengapa energi yang dihasilkan Solar
Cell tidak langsung dialirkan kebaterai? karena Daya yang dihasilkan oleh Panel
surya melebihi input tegangan yang dibutuhkan oleh Baterai olehnya itu untuk
menghindari terjadinya over tegangan maka dibutuhkan Solar Controller untuk
mengatur tegangan yang masuk ke Baterai sesuai dengan kebutuhan tegangan
yang dibutuhka baterai karena Solar controller berfungsi mengatur arus untuk
pengisian ke baterai . Kemudian energi yang sudah melalui solar controller akan
di simpan pada baterai (AKI). Selanjutnya energi yang telah ada pada bateri akan
dialirkan ke lampu ( beban) dan tegangan dari baterai inilah yang memicu lampu
untuk menyala.
36
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1. Lokasi Pemasangan dan Kegiatan Instalasi
Universitas Muhammadiyah Makassar beralamat di Jl. Sultan Alauddin No
259 Makassar.Berikut adalah lokasi Universitas Muhammadiyah Makassar.
Gambar 4. 1. Peta Kampus Universitas Muhammadiyah Makassar
Lampu surya yang dipasang merupakan lampu LED tenaga surya dengan
Baterai sebesar 12V 100Ah dan sistem penyalaan otomatis. Dengan penerangan
lampu menggunakan lampu LED Tipenya adalah Lampu 50 watt dengan input
tegangan 12 volt. Lampu ini juga memiliki panel surya sebesar 100 watt Peak.
37
Lampu dilengkapi sensor cahaya yang dapat mendeteksi ada tidaknya cahaya.
Sensor tersebut yang akan memicu penyalaan lampu otomatis jika cahaya di
sekelilingnya gelap/ redup. Sebaliknya, lampu akan padam otomatis jika terdapat
cahaya. Artinya lampu surya ini dapat menyala otomatis ketika matahari sudah
terbenam dan dapat mati otomatis saat matahari terbit, selama berfungsi normal.
Adapun titik pemasangan lampu jalan tenaga surya di tunjukkan pada
gambar 4.2 berikut ini.
Gambar 4. 2. Titik di Gerbang Keluar Kampus Universitas Muhammadiyah
Makassar
Berdasarkan hasil pemasangan dengan keadaan baterai terisi penuh, lampu
dapat menyala dengan cahaya maksimal selama kurang lebih 12 jam. Kemudian
cahaya lampu akan semakin redup hingga lampu padam akibat kapasitas baterai
berkurang. Total waktu lampu dapat menyala adalah selama 12 jam yaitu pukul
17.00-05.00. Hasil Pengujian dan Analisa dilakukan untuk mengetahui apakah
alat yang telah dirancang dapat berfungsi sesuai yang diharapkan. Olehnya itu
Pengujian Solar Panel dilakukan Pertama kali untuk mengetahui tegangan yang
38
dihasilkan dari pagi sampai sore hari guna mengetahui waktu optimal saat proses
Pengisian .
Gambar 4.3 Penunjukan nilai tegangan Solar cell menggunakan avometer
Pada Tabel 4.1. Output tegangan Panel Unit PJU- TS saat cuaca
cerah pada hari Pertama
No Jam Tegangan
(volt)
1 06.00 17,8 volt
2 07.00 18,2 volt
3 08.00 18,8 volt
4 09.00 18,7 volt
5 10.00 18,8 volt
6 11.00 18,6 volt
7 12.00 18,7 volt
8 13.00 18,8 volt
9 14.00 18,8 volt
10 15.00 18,5 volt
11 16.00 17,9 volt
12 17.00 17,7volt
13 18.00 0 volt
39
Pada Tabel 4.2. Output tegangan Panel Unit PJU- TS saat cuaca
cerah pada hari ke Dua
No Jam Tegangan
(volt)
1 06.00 17,7 volt
2 07.00 18 volt
3 08.00 18,7 volt
4 09.00 18,7 volt
5 10.00 18,8 volt
6 11.00 18,8 volt
7 12.00 18,8 volt
8 13.00 18,7 volt
9 14.00 18,8 volt
10 15.00 18,7 volt
11 16.00 17,8 volt
12 17.00 17,6volt
13 18.00 0 volt
Berdasarkan pada tabel 4.1 Pengujian pada jam yang berbeda menunjukkan
bahwa semua sistem yang digunakan berfungsi dengan baik dan tingkat akurasi
juga tergolong bagus. Hal ini ditunjukkan oleh data pengujian pada jam yang
berbeda. Apabila malam hari Solar panel yang berfungsi sebagai Sensor cahaya
akan membaca dan lampu otomatis menyala dan pengisian baterai berhenti secara
otomatis. Apabila siang hari Solar Cell yang berfungsi sebagai Sensor Cahaya
akan membaca dan lampu otomatis padam dan pengisian baterai kembali
dilanjutkan. Pada Tabel 4.2 pengujian pengukuran tegangan Solar Cell
dilanjutkan untuk memastikan kembali apakah sistem berjalan dengan baik dan
menghasilkan output tegangan yang sesuai kapasitas dan untuk mengetahui
waktu pengisian baterai yang ideal. Dan sesuai dengan percobaan yang dilakukan
Pada table 4.1 dan 4.2 pada hari dan jam yang berbeda didapatkan pada salah satu
pengujian yaitu pada pukul 06.00 menunjukkan hasil tegangan Solar Panel yang
40
berbeda hal ini dipengaruhi oleh faktor alam dan cuaca seperti mendung dll. Pada
pengujian selanjutnya didapatkan nilai rata-rata yang sama dan Output tegangan
yang dihasilkan oleh solar cell sesuai dengan kapasitas tegangan keluaran yang
semestinya. hal ini menunjukkan bahwa datanya seragam dan stabil sehingga
Solar Panel yang digunakan pada sistem ini berfungsi dengan baik dan didapati
waktu yang paling optimal untuk proses pengisian baterai yaitu antara jam 08.00 –
jam 15.00 dengan cahaya matahari yang cerah.
41
Pada gambar 4.3 dibawah ini adalah merupakan gambar rancangan
pemasangan PJUTS disertai dengan letak titik pemasangan setiap komponen.
Perancangan gambar PJU ini dimaksudkan agar supaya didalam penginstalasian
lampu PJUTS lebih mudah,lebih cepat dan sesuai dengan standar yang diinginkan,
kemudian yang lebih penting lagi agar tidak terjadi ketidaksesuaian antara gambar
yang dirancang dengan penerapan gambar dilapangan.
Gambar 4.4. Gambar Rencana Pemasangan Komponen PJUTS
42
Gambar 4.5 Pemasangan PJUTS sesuai dengan gambar rencana
Pada Gambar 4.4 diatas adalah pemasangan keseluruhan komponen
PJUTS yang berdasarkan gambar perencanaan sebelumnya, adapun hasil yang
dicapai pada pemasangan yang diterapkan dilapangan adalah mencapai tingkat
akurasi 90%. Dan itu capaian yang berhasil karna apa yang yang menjadi patokan
dasar (gambar PJUTS) begitu pula yang yang diterapkan dilapangan dan itu sesuai
dengan apa yang diharapkan.adapun penjelasan pada gambar diatas itu adalah
dimulai dari urutannya :
43
1. Panel Surya
Merupakan sebuah perangkat atau alat yang terdiri dari sel surya yang
berfungsi mengubah cahaya matahari menjadi energi listrik. Panel surya sudah
tentu memiliki fungsi dasar sebagai pembangkit listrik yang mengubah energi
surya menjadi energi listrik. Maksud dari fotovoltaik sendiri adalah mengubah
secara langsung energi cahaya menjadi listrik dengan menggunakan efek
fotoelektrik. Arus listrik yang dihasilkan oleh panel surya merupakan arus searah
(DC). Oleh karena itu untuk menghidupkan kebanyakan perangkat elektronik
rumah tangga yang sebagian besar menggunakan arus listrik bolak balik (AC),
digunakan inverter yang berperan untuk mengubah arus listrik DC menjadi AC.
Penggunaan solar panel surya yang digunakan yaitu solar module
plycystalline 100 wp. Panel Surya 100Wp Polycrystalline Solarland ini
merupakan Panel Surya tipe Polycrystalline, yang mana panel surya ini mampu
menghasilkan watt sebesar 100 Watt, serta Voltage yang dihasilkan dari panel
surya polycrystalline solarland ini adalah 12 Volt. Hal ini sesuai dengan
penggunaan lampu LED yang berkekuatan 50 watt. Selain karena kesesuaian
besaran watt pada lampu LED yang digunakan, pemilihan Panel Surya
Polycrystalline Solarland dengan Modul Solar cell karena efisiensi terbaik,
menggunakan sel surya dengan lapisan SiN yang memberikan solusi kebutuhan
listrik untuk solusi penghematan energi listrik dan aplikasi lainnya seperti Solar
Home System, PJU Tenaga Surya, juga PLTS Terpusat. Modul Panel Surya
100WP Polycrystalline memberikan peningkatan efisiensi melalui penggunaan sel
Polycrystalline terbaru, sehingga ideal untuk aplikasi pengisian daya baterai. Hal
44
ini terbukti kinerja pada suhu tinggi dan desain yang kuat yang membuat produk
tahan lama di lapangan dan mudah untuk pemasangan.
2. LED
Merupakan singkatan dari light emitting diode yaitu suatu semi-konduktor
yang mengeluarkan/memancarkan satu warna cahaya (monokromatik) dengan
bentuk cahaya elektromagnetik (koheren) ketika dialiri tegangan maju. Warna
yang dipancarkan dari lampu LED ini tergantung dari bahan yang dipakai pada
semi-konduktor, sehingga gejala ini disebut dengan elektroluminesensi. Bila
dibandingkan dengan lampu bohlam, jenis LED memang lebih mahal harganya.
Tanpa diketahui ternyata banyak lho manfaat lampu LED yang dapat dirasakan
pemilik rumah. Ini dia lima di antaranya. dianataranya hemat tenaga dan murah,
ukuran lebih kecil, tahan lama, tidak panas, dan memancarkan cahaya putih.
Lampu LED memproduksi pancaran cahaya putih yang sangat sempurna
sehingga membuat penerangan di ruangan rumah jadi lebih nyata
Adapun lampu LED yangdigunakan yaitu LED 50 watt 4500 lumen.
Penggunaan lampu LED 50 watt dengan pertimbangan sebagai alternatif solusi
penghematan biaya rutin penggunaan energi listrik karena konsumsi energi lampu
LED lebih rendah daripada konsumsi lampu konvensional yang ada.
45
3. Controller
Selanjutnya pada penggunaan controller yang digunakan adalah type
industrial charge controller 12 volt 10 amphere dengan pertimbangan bahwa
MPPT Solar Charge Controller 10A 12/24V merupakan controller panel surya
yang di desain khusus untuk sistem offgrid. Sistem Solar Charge Controller
MPPT mampu menyesuaikan otomatis dan dapat bekerja maksimum baik saat
matahari terik atau mendung. Produk ini sangat cepat / akurat untuk melACak titik
daya maksimum array PV. Selain itu MPPT Solar Charge Controller 10A 12/24V
ini sangat cocok digunakan untuk PJUTS (Penerangan Jalan Umum Tenaga
Surya) yang menggunakan sistem Off Grid.
4.Baterai atau aki
Adalah Alat yang berfungsi untuk meyimpan arus/energi listrik yang
dihasilkan panel surya. Batterai kegunaan di sistem PLTS sangat berguna untuk
menyimpan arus/energii yang dihasilkan dari solar cell/panel pada waktu siang
hari dan dapat digunakan ke beban yang dibutuhkan pada malam hari.
Penggunaan baterai yang digunakan yaitu baterai 12Volt 100 AH jenis VRLA.
Baterai VRLA StorACe 12 V 100 Ah merupakan Baterai VRLA (Valve Regulated
Lead-Acid) yang bisa di charging kembali dengan desain yang tahan dengan
kelebihan charging, overcharge, dan kondisi getaran-getaran yang yang
mengganggu dari luar sistem. Kelebihan dari pengguna Baterai VRLA AGM
StorACe ini sangat cocok digunakan untuk PJU Tenaga Surya dan merupakan
Baterai VRLA (Valve Regulated Lead Acid) / Aki VRLA atau di Indonesia lebih
dikenal dengan istilah Aki Kering / Baterai Kering adalah baterai tertutup (sea
46
LED ). Karena sifatnya tertutup maka uap yang keluar dari baterai sangat sedikit
(terjadi rekombinasi) sehingga tidak perlu menambah cairan/ electrolyte selama
masa pemakaian baterai tersebut.
Setelah pemasangan PJU Tenaga Surya selesai, selanjutnya dilakukan
pengamatan kinerja lampu surya yang telah terpasang dapat dilakukan saat malam
hari, lampu sudah diujicoba fungsionalitasnya. Dapat dilihat pada gambar 4.5
berikut:
Gambar 4. 6. Lampu PJUTS Menyala pada malam hari
Pada Gambar 4.6 diatas merupakan foto pemasangan lampu surya saat
lampu beroperasi pada hari pertama setelah lampu tersebut selesai dipasang.
Berdasarkan pengamatan, semua peralatan lampu surya dapat beroperasi dengan
47
baik dan menyala otomatis. Penyinarannya juga cukup terang. Pada saat matahari
terbit dan langit mulai terang, lampu secara otomatis dapat padam.
48
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Setelah dilakukan proses pengujian dan pengambilan data selama beberapa
kali, maka pada sistem Rancang Bangun Lampu Penerangan Jalan Umum
(PJU) Menggunakan Solar Panel Berbasis Tenaga Surya Di Jalan Keluar
Kampus Universitas Muhammadiyah Makassar dapat disimpulkan sebagai
berikut:
1. Perhitungan Daya lampu Jalan PJU Kampus berbasis Tenaga surya dan LED
berdasarkan Penelitian diperoleh bahwa. Jumlah Daya yang dapat
ditampung oleh Baterai selama 12 jam dengan Input Tegangan 12 Volt 100
AH adalah 14.400 Watt . Sedangkan kebutuhan Daya yang terpakai selama
12 jam dengan keluaran beban 50 watt adalah sebanyak 600 watt.
2. Rancangan lampu jalan PJU kampus berbasis tenaga surya dan LED 50 watt
12volt, menggunakan Industrial charge controller 12 volt 10 amphere, Solar
panel 100 wp solar module polycrystalline dengan Output tegangan yang
dihasilkan 18,8 Volt, Baterai 12 Volt 100AH jenis VRLA dengan maksimal
Suplai tegangan 80% .
5.1. Saran
1. Untuk mendapatkan sistem penataan lampu penerangan jalan yang baik secara
teknis, maupun ekonomis maka perlu dilakukan perencanaan secara teliti
dalam perhitungan-perhitungan dan adanya studi kelayakan jalan yang akan
49
dipasangi penerangan jalan umum yang sesuai dengan standar penerangan
jalan yang berlaku.
2. Untuk mendapatkan kuat pencahayaan rata-rata sesuai dengan keinginan maka
harus diperhatikan letak penempatan PJU yang akan dipasang, tinggi tiang dan
pemilihan alat yang sesuai dengan standar
50
DAFTAR PUSTAKA
Azmal Harun Arrasyid, Didik Notosoedjono, Hasto Subagya. 2016.
Analisis Perencanaan PJU Dan Lampu hias Berbasis Photovoltaik di
Universitas Pakuan Bogor. Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik-
Universitas Pakuan
Direktorat Jenderal Bina Marga. 1992.
Spesifikasi Lampu Penerangan Jalan Perkotaan Jakarta
Ilyas AChmad Syarifudin, Bonar Sirait, dan Purwoharjono 2015.
Rancang Bangun Penataan Lampu Penerangan Jalan Umum di Kota
Sintang. Universitas Tanjungpu
PERMEN PU No16 /PRT/M/2014 tentang
“Standar Pelayanan Minimal Jalan Tol Raymond
Simanjorang.Merencanakan PJU Tenaga Surya.PT Hexamitra Daya Prima
Tri Wahyu Oktaviana Putri, Adri Senen, Yoakim Simamora, dan Dwi Anggaini.
2019.
”Pemanfaatan Energi Surya untuk Penerangan Jalan & Fasilitas Umum di
Desa Sukarame Kab. Lebak Banten. Jurnal Pengabdian Pada Masyarakat
Menerangi Negeri, Vol. 1, No. 2, Juli 2019. Sekolah Tinggi Teknik PLN
51
LAMPIRAN
52
Spesifikasi Penggunaan Alat
Adapun material-material pada PJU solar cell adalah tiang PJU, lampu
LED , panel sel surya, baterai, solar charge controller, serta box baterai dan
solar charge controller
1.Solar cell
Keterangan Panel Surya polycrystalline
Jenis Sel Surya Campuran silikon dengan material
lain
Garansi +25 Tahun
Estetika Rata-rata berwarna kebiruan
Kebutuhan area 8-9 m² per 1 kWp
Ketahanan suhu Kurang efisien dalam suhu yang
lebih tinggi
Lainnya Lebih sedikit menggunakan dan
menghasilkan limbah silicon
53
2.Baterai
Keterangan VRLA Gel
Tegangan pengenal 12 volt
Kapasitas arus 100 AH
Arus pada saat discharge 20 amphere
Arus pada saat charge 30 amphere
Efisiensi baterai 80%
Siklus/umur 2500 kali/10 tahun (pada suhu
lingkungan 250C)
Suhu kerja pada saat
beroperasi
a. Discharge -200C – 55
0C
b. Charge -100C ˜ 55
0C
c. Storage -200C ˜ 55
0C
54
3. Solar Charge Controller
Keterangan Spesifikasi
Type Industrial solar charge controller
Tegangan nominal 12 volt (seusai beban)
Tegangan beban putus 11-12.02 volt
Tegangan reconek 12.8 volt
Temperature kerja -400C ˜ 60
0C
55
4. Lampu LED
Keterangan Lampu PJU Solar Sel
Jenis lampu LED
Daya 50 watt
Tegangan 12 Volt
Tegangan 0.6 Ampere
Warna Cahaya Putih
Umur 60.000 jam
Lumen 4500lm
Temperatur 65000±600
0K
56
5. Tiang PJUTS
Tinggi tiang Base PlACe Angkur bolt
6-8 m 300x300x400 16 mm
9 m 300x300x400 19 mm
10-13 m 400x400x14 22 mm
57
DOKUMENTASI
Proses Mendirikan Tiang PJU
Proses Pegecoran Tiang PJU
58
Pemasagan Solar Cell dan Lampu
Proses Uji Coba Penyalaan Lampu PJUTS