Sistem penerangan tenaga surya merupakan salah satu inovasi penting dalam mendukung pembangunan berkelanjutan, khususnya dalam pencapaian Sustainable Development Goals (SDGs), terutama tujuan energi bersih dan terjangkau (SDG 7), industri dan infrastruktur (SDG
9). Pemanfaatan teknologi ini mampu mengurangi ketergantungan pada energi fosil sekaligus
memperluas akses listrik di wilayah terpencil dan belum terjangkau jaringan listrik konvensional. Namun, dalam implementasinya, keandalan sistem menjadi faktor krusial karena kegagalan perangkat dapat mengganggu layanan dan meningkatkan biaya perawatan. Oleh karena itu diperlukan metode analisis yang mampu mengevaluasi ketahanan sistem secara efisien. Salah satu pendekatan yang digunakan adalah Accelerated Life Testing (ALT) untuk mempercepat pengamatan kegagalan dalam waktu yang lebih singkat.
Penelitian ini bertujuan untuk mengestimasi waktu rata-rata kegagalan serta mengukur efek percepatan akibat peningkatan stres lingkungan, khususnya suhu, menggunakan distribusi eksponensial. Data yang digunakan merupakan data sekunder dari 31 unit lampu tenaga surya yang diuji pada dua kondisi suhu, yaitu 293 K sebagai kondisi normal dan 353 K sebagai kondisi dipercepat. Pengujian dilakukan hingga 16 kegagalan pada tahap awal, kemudian dilanjutkan dengan peningkatan suhu hingga seluruh unit mengalami kegagalan sesuai skema sensor tipe II. Metode estimasi parameter yang digunakan adalah Maximum Likelihood Estimation (MLE) yang umum digunakan dalam analisis keandalan. Pendekatan ini memungkinkan pemanfaatan data tersensor secara optimal dalam proses estimasi.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa rata-rata waktu kegagalan pada kondisi normal adalah sekitar 711,6 jam, sedangkan pada kondisi dipercepat menurun menjadi sekitar 38,7 jam. Perbedaan yang signifikan ini menghasilkan faktor percepatan sebesar 18,354 yang menunjukkan, bahwa peningkatan suhu sangat mempercepat proses kegagalan sistem. Interval kepercayaan 95% untuk rata-rata waktu kegagalan pada kondisi normal berada dalam rentang 460,2 hingga 1.245 jam. Selain itu, laju kegagalan (hazard rate) juga meningkat secara drastis pada kondisi suhu tinggi. Hal ini menegaskan bahwa suhu merupakan faktor penting dalam menentukan umur pakai perangkat.
Analisis lebih lanjut dilakukan melalui estimasi persentil umur untuk memahami pola kegagalan sistem secara lebih praktis. Hasil menunjukkan bahwa sekitar 50% perangkat diperkirakan gagal sebelum 493 jam pada kondisi normal dan sebelum 26 jam pada kondisi dipercepat. Pada persentil yang lebih tinggi, seperti 95%, hampir seluruh perangkat diperkirakan gagal sebelum 2.132 jam pada kondisi normal dan 116 jam pada kondisi dipercepat. Perbandingan ini menunjukkan bahwa peningkatan suhu tidak hanya mempercepat kegagalan, tetapi juga menggeser seluruh distribusi umur ke arah yang lebih pendek. Temuan ini penting dalam perencanaan pemeliharaan dan penggantian perangkat.
Kesimpulan dari penelitian ini adalah bahwa metode step-stress ALT dengan sensor tipe II dan distribusi eksponensial efektif dalam mengevaluasi keandalan sistem penerangan tenaga surya. Model yang digunakan mampu memberikan estimasi yang akurat terhadap waktu kegagalan serta menggambarkan pengaruh signifikan dari faktor suhu. Hasil penelitian ini dapat digunakan sebagai dasar dalam perancangan sistem yang lebih tahan terhadap kondisi lingkungan ekstrem. Selain itu, temuan ini juga mendukung pengembangan teknologi energi terbarukan yang lebih andal dan berkelanjutan. Penelitian selanjutnya disarankan untuk menggunakan distribusi lain seperti Weibull agar dapat menangkap pola kegagalan yang lebih kompleks.
Artikel selengkapnya terkait permasalahan yang disajikan dapat diakses melalui link yang diberikan di bawah. Dan semoga artikel ini dapat menjadi media pembelajaran sekaligus menambah wawasan kita terkait pemodelan dalam analisis survival.
Penulis : Ardi Kurniawan
Artikel lengkap (open access) dapat diakses melalui laman :
