JURUSAN TEKNIK ELEKTRO Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2013
LOGO
MONITORING KINERJA BATERAI BERBASIS TIMBAL UNTUK SISTEM PHOTOVOLTAIC
1
Alief Prisma Bayu Segara
2209100193
Dosen Pembimbing : 1. Dr. Dedet Candra Riawan, ST,. M.Eng. 2. Heri Suryoatmojo, ST., MT., PhD.
2
Latar Belakang Salah satu sumber energi terbarukan adalah PV
Sistem PV ada 2 macam yaitu grid connected dan standalone PV
Stand-alone PV membutuhkan baterai untuk menyimpan energi dan digunakan pada malam hari.
Baterai merupakan komponen terlemah pada sistem stand-alone PV
Perumusan dan Batasan Masalah 3 Kedalaman pelepasan muatan yang direkomendasikan adalah 80%, sedangkan untuk kedalaman pelepasan muatan di atas 50% sebaiknya dihindari.
Baterai cepat rusak bila didischarge dan dicharge melebihi kapasitasnya
Batasan Permasalahan Masalah
Baterai Lead-acid
4
Tujuan
1. Merancang suatu prototype alat untuk memonitoring parameter-parameter baterai untuk sistem photovoltaic yaitu arus, tegangan dan suhu.
2. Mendapatkan kurva charge dan discharge yang dapat digunakan untuk pemodelan baterai.
3. Memperoleh karakteristik baterai dengan cara memodelkan baterai
Perancangan Sistem Monitoring Baterai
5
5V Vcc R 100K Ohm
ACS712
Baterai yang diukur
R=10 k Ohm
Filter GND
VCC C 1nF
+ R Variabel 100K Ohm
C= 1µF Vo
Vout
-
GND
Konektor ke Main Board
Vout
Verifikasi Sensor Tegangan 6 SENSOR TEGANGAN
Didapatkan error rata-rata sebesar 2% - 4%
No 1. 2. 3. 4. 5.
Variabel tegangan DC 3,2 V 5V 7,6 V 9,4 V 12,5 V
Rangakaian Voltage divider 3,24 V 5,03 V 7,58 V 9,36 V 12,48 V
Error 0,04 V 0,03 V 0,02 V 0,04 V 0,02 V
7
Verifikasi Sensor Arus
Resistor
A 5V In
Vcc Vout
Baterai 12 V
ACS712 Out
Ke Mikrokontroller
Filter GND
Beban
C 1nF
1
Sensor Arus 1,02 A
Ampere meter
Error
1,00 A
0,02 A
2
0,58 A
0,57 A
0,01 A
3
2,54 A
2,52 A
0,02 A
4
3,13
3,10
0,03 A
8
Verifikasi Sensor Suhu Suhu air (oC) Krisbow KW06-291 80,2 75,1 64,2 50,2 42,3 35,6 26,5
LM-35 (oC)
Error
80,23 75,12 64,24 50,23 42,28 35,64 26,47
0,03 0,02 0,04 0,03 0,02 0,04 0,03
9
Interface dengan Labview
10
Penyusunan Alat Pengujian
11
Pengujian Sistem Monitoring
Pengujian Baterai dengan discharge arus 3 Ampere Pengujian Baterai dengan discharge arus 2,5 Ampere Pengujian Baterai dengan charge arus 1 Ampere
12
Analisis Data Tegangan pada Pengujian 10,5 V 8274 S
Text in here
13
Analisis Data Tegangan pada Pengujian 10,5 V 6500 S
Text in here
14
Analisis Data Tegangan pada Pengujian Baterai dicharge arus 1 Ampere pada waktu 9,5 jam sampai tegangan 13,7 V
Text in here
15
Analisis Data Arus pada Pengujian 8321 S
Text in here
16
Analisis Data Arus pada Pengujian 6200 S
Text in here
17
Analisis Data Suhu pada Pengujian
Suhu awal pada pengujian discharge baterai adalah 24 ºC dan naik sampai 30 ºC
Text in here
18
Analisis Data Suhu pada Pengujian
Suhu awal pada pengujian charge baterai adalah 27 ºC dan naik sampai 30,9 ºC
Text in here
19
Pemodelan Baterai
Pemodelan untuk membandingkan pengujian dan simulasi Penghitungan SOC dengan SOC = 1-
x 100%
Nominal Voltage = 12 V Rated capacity = 10 Ah Inisial SOC = 100 % Text in Fully charged voltage = 13,678 V here Nominal discharge current = 2,5 A R internal = 0,007458 Ohm
20
Pemodelan Baterai
Pemodelan baterai saat discharge
21
Pemodelan Baterai
Pemodelan baterai saat charge
22
Pemodelan Baterai
Pemodelan baterai saat charge
SOC 50 % dilihat dari residual capacity 12,3 V dan suhu awal 27ºC
23
Kesimpulan
•Alat monitoring baterai yang dibuat dapat melakukan pengamatan data arus, tegangan dan suhu baterai secara realtime. •Hasil Pengujian dan simulasi berbeda karena simulasi bersifat ideal. •Karakteristik penurunan tegangan pada waktu discharge dari hasil simulasi dan pengujian menunjukkan angka yang relatif sama yaitu sebesar 10 – 10,5 Volt.
24
LOGO
25
Pertanyaan 26 Parameter apa yang dilihat dari alat monitoring yang mengindikasikan baterai itu baik? Alat ini fungsinya buat apa? Bagaimana proses charging arus konstan 1 A? Seharusnya pengujian discharge baterai menggunakan arus 1 A, 10% dari kapasitas baterai, agar beda waktu tidak jauh dengan simulasi.
27
1. Pada alat monitoring dilihat bagaimana tegangan, arus dan suhu baterai. disini didapat bahwa ketika angka tegangan yang ditunjukkan pada baterai melebihi 10,5 V sebaiknya dihindari untuk proses discharging. Dari arus didapat ketika beban konstan, misal 3 A, maka ketika arus yang disuplai baterai sudah tidak bisa mempertahankan nilainya, maka sebaiknya proses discharging dihentikan. 2. Kembali ke latar belakang 3. Menggunakan variable DC supply yang di atur arusnya, tegangan mengikuti arus.
28
Sistem stand-alone PV
29
Grafik SOC saat discharge Pada pengujian
Pada simulasi
30
Grafik SOC saat charge Pada pengujian
Pada simulasi
