RANCANG BANGUN MAXIMUM POWER POINT TRACKER (MPPT) PADA PANEL SURYA DENGAN MENGGUNAKAN METODE FUZZY Atar Fuady Babgei - 2207100161 Jurusan Teknik Elektro-FTI, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Kampus ITS, Keputih-Sukolilo, Surabaya-60111 Email:
[email protected] energi fosil atau energi tak terbaharukan. Dalam aplikasinya secara konvensional panel surya memiliki banyak kekurangan terutama pada sisi efisensi keluaran yang terbilang rendah, hal tersebut dikarenakan perbedaan karakteristik antara panel surya dengan beban. Ada beberapa faktor yang mempengaruhi daya listrik yang dihasilkan oleh panel surya, seperti besarnya tingkat intensitas cahaya dan suhu kerja dari panel surya. Selain itu, karakteristik V-I sel surya adalah nonlinier dan berubah terhadap radiasi dan suhu permukaan solar sel. secara umum, terdapat titik yang unik pada kurva V-I atau kurva V-P, yang dinamakan Maximum Power Point (MPP). Dimana pada titik tersebut, solar sel bekerja pada efisiensi maksimum dan menghasilkan daya keluaran paling besar. Letak dari MPP tidak diketahui, tapi dapat dicari, dengan menggunakan perhitungan atau algoritma penjejak. Oleh karena itu algoritma Maximum Power Point Tracker (MPPT) dibutuhkan untuk menjaga titik kerja solar sel agar tetap pada titik MPP. Maximum Power Point Tracker (MPPT) adalah suatu metode untuk mencari point (titik) maksimum dari karva karakteristik tegangan dan arus input (V-I) pada aplikasi panel surya. Sistem Maximum Power Point Tracker (MPPT) dengan bantuan Konverter DCDC digunakan untuk mengatur besarnya tegangan keluaran pada panel surya, agar dapat memaksa panel surya memperoleh daya maksimum pada berbagai tingkat intensitas cahaya. Dengan menganalisa masukan sumber hasil konversi panel surya dengan memanfaatkan kemampuan kapasitas puncak dari karakteristik panel, diharapkan efisiensi daya keluaran kebeban dapat maksimum.
Abstrak - Panel Surya sebagai jenis pembangkit listrik terbaharukan di masa datang akan semakin memiliki peranan penting sebagai pengganti energi fosil atau energi tak terbaharukan. Namun dalam aplikasinya secara konvensional panel surya mempunyai kekurangan yakni memiliki efisiensi yang rendah, hal ini dikarenakan karakteristik V-I sel surya yang tidak linier terhadap pembebanan. Ada beberapa faktor yang mempengaruhi daya listrik yang dihasilkan oleh panel surya, seperti besarnya tingkat intensitas cahaya dan suhu kerja dari panel surya. Secara umum, terdapat titik yang unik pada kurva V-I atau kurva V-P, yang dinamakan Maximum Power Point (MPP). Dimana pada titik tersebut, solar sel bekerja pada efisiensi maksimum dan menghasilkan daya keluaran paling besar. Letak dari MPP tidak diketahui, tapi dapat dicari, dengan menggunakan perhitungan atau algoritma penjejak. Oleh karena itu algoritma Maximum Power Point Tracker (MPPT) dibutuhkan untuk menjaga titik kerja solar sel agar tetap bekerja pada titik MPP. Dalam Tugas Akhir ini dilakukan perancangan dan implementasi suatu alat berbasis mikrokontroller untuk mengoptimalkan kerja dari Panel Surya dengan cara mencari titik MPP (Maximum Power Point) dengan metode menggunakan algoritma fuzzy, kemudian mengimplementasinya menjadi tegangan output dengan Buck Converter yang dikontrol dengan PWM (Pulse Width Modulation), sehingga dapat menghasilkan daya keluaran dengan efisiensi lebih baik. Adapun hasil dari penelitian ini yakni sistem MPPT dapat meningkatkan daya pada panel surya dengan penambahan efisiensi rata-rata sebesar 21.87% dibandingkan dengan tanpa menggunakan sistem MPPT.
II. Kata kunci : Panel Surya, MPPT, Metode Fuzzy, Buck Converter I.
TEORI PENUNJANG
2.1 Panel Surya Panel surya adalah alat yang terdiri dari sel surya yang mengubah cahaya menjadi listrik. Mereka disebut surya atas matahari atau "sol" karena matahari merupakan sumber cahaya terkuat yang dapat dimanfaatkan. Panel surya sering kali disebut sel photovoltaic, photovoltaic dapat diartikan sebagai "cahaya-listrik". Sel surya atau sel PV bergantung pada efek photovoltaic untuk menyerap energi
PENDAHULUAN
Pembangkit listrik tenaga surya merupakan salah satu pembangkit tenaga listrik alternatif yang banyak dikembangkan, panel surya (solar panel) sebagai jenis pembangkit listrik terbaharukan di masa datang akan semakin memiliki peranan penting sebagai pengganti 1
matahari dan menyebabkan arus mengalir antara dua lapisan bermuatan yang berlawanan. Berikut merupakan beberapa faktor yang mempengaruhi kerja dari sel surya agar pengoperasianya dapat mencapai nilai maksimum [1]: a. Suhu permukaan panel surya b. Radiasi solar matahari (iradiasi) c. Kecepatan angin bertiup d. Keadaan atmosfir bumi e. Orientasi panel atau array PV f. Posisi letak sel surya (array) terhadap matahari (tilt angle) Untuk mendekati kinerja dari sel surya, suatu model matematik dikembangkan untuk menirukan solar sel. Gambar 2.1 menunjukkan rangkaian persamaan solar sel, dimana I dan V adalah arus dan tegangan solar sel, kemudian, IL adalah cell’s photocurrent. Rp dan Rs adalah tahanan shunt dan tahanan seri dari solar sel.
tersebut, solar sel bekerja pada efisiensi maksimum dan menghasilkan daya keluaran paling besar. Pada gambar 2.2 diperlihatkan pengaruh iradiasi terhadap daya dan tegangan keluaran dari solar sel. sedangkan pada gambar 2.3 diperlihatkan pengaruh dari suhu permukaan solar sel pada kurva IV.
Gambar 2.2 Karakteristik P-V untuk level iradiasi (cahaya matahari) berubah-ubah [2]
Gambar 2.1 Rangkaian persamaan sel surya [2]
Persamaan dari rangkaian diatas adalah :
Gambar 2.3 Kurva I-V panel surya untuk penyinaran tetap dan suhu bervariasi [2]
[2-1] Dimana : Io = arus saturasi reverse (Ampere) n = faktor ideal dioda q = pengisian electron (1.602·10-19 C) k = konstanta Boltzman (1.3806.10-23 J.K-1) T = temperatur solar sel (oK)
2.2 Maximum Power Point Tracking (MPPT) Maximum Power Point Tracking atau sering disingkat dengan MPPT merupakan sebuah sistem elektronik yang dioperasikan pada sebuah panel surya sehingga panel surya bisa menghasilkan daya maksimum. Perlu diperhatikan, MPPT bukanlah sebuah sistem tracking mekanik yang digunakan untuk mengubah posisi modul terhadap posisi matahari sehingga mendapatkan energi maksimum matahari. MPPT benar-benar sebuah sistem elektronik yang bisa menelusuri titik daya maksimum power yang bisa dikeluarkan oleh sebuah panel PV. Sistem MPPT bekerja dengan cara memaksa panel surya agar bekerja pada titik daya maksimumnya, sehingga daya yang mengalir ke beban adalah daya maksimal. Pada umumnya digunakan DC-DC converter dalam sebuah sistem MPPT untuk menggeser daya operasi dari panel surya menjadi titik daya maksimalnya.
Persamaan diatas digunakan dalam simulasi menggunakan komputer untuk mendapatkan karakteristik keluaran solar sel, seperti pada gambar 2.2 dan 2.3. Kurva ini menunjukkan sangat jelas bahwa karakteristik keluaran solar sel adalah nonlinier dan sangat dipengaruhi oleh radiasi sinar matahari dan temperatur. Selain itu, karakteristik V-I sel surya adalah nonlinier dan berubah terhadap radiasi dan suhu permukaan solar sel. Secara umum, terdapat titik yang unik pada kurva V-I atau kurva V-P, yang dinamakan Maximum Power Point (MPP). Dimana pada titik 2
Pada gambar 2.4 dan 2.5 diperlihatkan efek pembebanan
Gambar 2.4 Pengaruh pembebanan pada kurva VI panel surya [5]
Gambar 3.1 Diagram sistem MPPT
Pada bagian yang pertama terdapat panel surya yang berfungsi menghasilkan energi listrik dari sinar matahari yang di serap. Output dari panel surya tersebut akan menghasilkan tegangan dan arus yang berubah-ubah tergantung dengan kondisi suhu, dan intensitas radiasi matahari (irradiance). Mikrokontroler berfungsi menerima input analog dari berbagai sensor, mengubahnya terlebih dahulu menjadi digital (ADC Convertion), kemudian diproses kedalam algoritma FLC (Fuzzy Logic Controller). Hasil dari algoritma FLC tersebut berupa sinyal PWM yang digunakan untuk switching MOSFET pada rangkaian Buck Converter.
Gambar 2.5 Karakteristik P dan V pada panel surya [5]
Di sebelah kiri dari MPP perubahan daya terhadap perubahan tegangan dP/dV>0, sementara di sebelah kanan, dP/dV <0 (lihat gambar 2.4). Pada gambar 2.5, jika tegangan kerja sel surya diganggu (perturbed) dan berada pada dP/dV>0, hal tersebut diketahui bahwa penggangguan (perturbation) dilakukan untuk memindahkan tegangan kerja sel surya maju ke arah MPP. Jika dP/dV<0, kemudian perubahan titik kerja mengarahkan sel surya jauh dari MPP, maka algoritma P&O membalik arah penggangguan.
III.
3.1. Perancangan Modul Board Utama Dalam sistem MPPT ini digunakan empat macam sensor seperti terlihat pada gambar 3.1, yakni sensor arus, sensor tegangan, sensor cahaya, dan sensor suhu. Sensor arus dan tegangan berjumlah dua buah, masing-masing untuk input dan output. Pada perancangan Perangkat Keras ini dibagi menjadi dua bagian board, yakni board utama, dan board DC to DC converter. Perancangan modul board utama berisi minimum sistem ATMega32, modul sensor, dan Real Time Clock (RTC) sebagai pencatat waktu. Sedangkan board DC to DC Converter dirancang dalam konfigurasi Buck dengan input berupa sel surya dengan tegangan operasi 10-20V dan tegangan keluaran diatur pada set point yang diinginkan. Blok Diagram dari perancangan perangkat keras ini sendiri dapat dilihat pada gambar 3.2.
Perencanaan Alat
Alat yang dibuat terdiri dari minimum sistem Mikrokontroler ATMEL AVR ATMega32 [4], Sensor Arus ACS712, Sensor Tegangan, Sensor Suhu, Sensor Cahaya (Iradiasi), serta Aktuator berupa Buck Converter. bagan kinerja sistem optimalisasi panel surya dengan MPPT secara detail ditunjukkan pada gambar 3.1.
3
Penampil LCD Sistem Mikrokontroller
Port C
Blok Sensor I_IN V_IN I_OUT V_OUT TEMP IRAD
Port A
ATMega 32
Port B
Keypad
Port D
DC to DC Converter
PWM
Gambar 3.2 Blok Diagram Perancangan Alat
3.2.
Perancangan DC to DC Converter DC to DC Converter dirancang dalam konfigurasi buck yang dikontrol oleh) mikrokontroller. Mikrokontroller dapat mengontrol DC to DC Converter dengan cara menghasilkan sinyal PWM yang men-swith MOSFET pada frekuensi 45.000 kHz. Rasio Output dari DC to DC converter bergantung pada seberapa besar duty cycle dari sinyal PWM. Berdasarkan pada persamaan dirancang Buck Converter dengan desain seperti Tabel 3.3. Gambar 3.3 Rangkaian Buck Converter
Tabel 3.1 Parameter Perancangan Buck Converter
Parameter Vin Min Vin Maks Vout I Maks Frekuensi PWM ∆𝐼𝑜 ∆𝑉𝑜
Nilai Q2 merupakan Transistor MOSFET utama untuk switching Buck Converter. MOSFET di-drive oleh IC IR2111 yang diberi input PWM dari mikrokontroller ke Pin 2 (Pin IN) dan menggunakannya untuk men-drive Switching MOSFET. Karena Q2 merupakan N-Channel MOSFET, sehingga membutuhkan input tegangan gate lebih besar 10V daripada tegangan source (yang merupakan input dari panel surya). maka IC IR2111 memanfaatkan rangkaian pembesar tegangan (charge pump circuit) yang dibuat oleh dioda D3 dan kapasitor C2 untuk menaikkan tegangan Gate sehingga Q2. Duty Cycle PWM selalu dimonitor dan dikontrol oleh mikrokontroller, dan tidak pernah dibiarkan untuk 100% agar rangkaian pembesar tegangan (D3 dan C2) dapat selalu bekerja. D1 adalah ultrafast Dioda yang yang akan selalu bekerja untuk meneruskan arus. Hal ini akan membuat Converter ini lebih efisien. L1 adalah adalah Induktor utama yang berfungsi untuk menyimpan arus hasil switching serta C1 yang berfungsi untuk memfilter output tegangan.
10V 20V 12V 3.25 45kHz 0.325A 0.336V
𝑉𝑜 12 = = 0.6 𝑉𝑔 20 (𝑉𝑖 − 𝑉𝑜 ) 𝑥 𝑉𝑜 ∆𝐼 = 𝑓 𝑥 𝐿 𝑥 𝑉𝑖 𝑉𝑖 − 𝑉𝑜 𝑥 𝑉𝑜 20 − 12 𝑥 12 𝐿= = ∆𝐼 𝑥 𝑓 𝑥 𝑉𝑖 0.325 𝑥 45000 𝑥 20 = 328 𝜇𝐻 ∆𝐼 ∆𝑉𝑜 = 8𝑥𝑓𝑥𝐶 ∆𝐼 0.325 𝐶= = = 4.51𝜇𝐹 ∆𝑉𝑜 𝑥8𝑥𝑓 0.2𝑥8𝑥45000 𝐷=
Nilai L, C diatas merupakan nilai minimum yang diminta untuk pembuatan Buck Converter, sehingga dipilih L=300uH dan C=4.7uF.
A. Perancangan Perangkat Lunak (Software) 3.2.1.1 Perancangan Kontrol Logika Fuzzy Perancangan Fuzzy Logic Controller (FLC) pada MPPT berfungsi sebagai sistem kontrol PWM sebagai pengendali tegangan output dari DC to DC Converter. 4
Input dari kontrol fuzzy ini adalah E(k) dan CE(k), yakni:
Dimana: Pph(k) = Adalah daya input dari panel surya E(k) = Error CE(k) = Perubahan Error Sedangkan output dari kontrol fuzzy ini adalah duty cycle dari PWM. Kontrol logika fuzzy yang digunakan adalah dengan Fuzzy Rule Based tipe mamdani untuk mencari titik MPP yang didapatkan dari input error yang berfungsi menentukan posisi Load disebelah kanan atau sebelah kiri titik MPP, sedangkan perubahan error CE(k) diperlukan untuk mengetahui perubahan posisi Load. Mekanisme pengaturan PWM berfungsi untuk menaikkan dan menurunkan tegangan output dari DC to DC Converter. Adapun blok diagram desain sistem fuzzy dijelaskan pada gambar 3.4. Input Pph(k) Vph(k)
E(k) +
CE(k) -
FLC
Duty Cycle
DC to DC Converter
Gambar 3.5 (a) Membership E(k), (b) Membership CE(k), (c) Membership Duty Cycle.
Tabel 3.2 Tabel Rule Fuzzy
IV.
PENGUJIAN DAN ANALISA
Pengujian dan analisa dilakukan secara keseluruhan untuk mengetahui kinerja sistem yang telah dibangun. Adapun prosedur pengujian ini meliputi pengujian Panel Surya yang merupakan Input dari sistem, kemudian pengujian instrumentasi pengukur yakni pengujian sensor arus, sensor tegangan, sensor suhu, dan sensor cahaya. pengujian komunikasi data mikrokontroller, pengujian algoritma fuzzy, dan penampil Akuisisi Data di PC. Setelah pengujian-pengujian uji kelayakan sistem yang dibangun, dilakukan pengujian sistem secara keseluruhan dengan cara memberikan input sistem berupa panel surya, kemudian dilakukan pengukuran pada seluruh parameter yang ada. Kemudian hasil dibandingkan antara tanpa menggunakan MPPT FLC dengan menggunakan MPPT FLC.
Output Pph(k-1) Vph(k-1)
E(k-1)
Z-1
Gambar 3.4 Diagram Blok Fuzzy Logic Control
Berikut merupakan rancangan membership dan tabel Fuzzy yang dibuat untuk sistem MPPT
4.1. Pengujian Panel Surya Pengambilan data yang dilakukan pertama kali adalah data spesifikasi dari panel surya yang digunakan pada waktu penelitian. Kemudian dilanjutkan dengan pengambilan data arus dan tegangan panel surya untuk mendapatkan kurva karakteristik I-V dan P-V. Adapun spesifikasi panel surya yang digunakan pada pengujian ini adalah sebagai berikut:
5
Tabel 4.1 Data spesifikasi panel surya
Model
eS50236-PCM
Maximum Power
50 Wp
Short Circuit Current
3.25 A
Maximum Power Current
2.91 A
Open Circuit Voltage
21.75 V
Nominal Voltage
17.24 V
FF
0.71
Pada pengambilan data arus dan tegangan, panel surya dihubungkan dengan beban resistor variabel. Kemudian diukur menggunakan voltmeter dan ampermeter untuk mendapatkan nilai arus dan tegangan dari panel surya. Pengambilan data arus dan tegangan dilakukan sebanyak tiga kali dengan kondisi iradiasi dan suhu yang berbeda. Pada setiap pengambilan data arus dan tegangan, dilakukan juga pengukuran arus hubung singkat dan tegangan rangkaian terbuka. Adapun cara pengukuran sel surya diilustrasikan pada gambar 4.1 dengan hasil yang dapat dilihat pada tabel 4.2.
Gambar 4.3 Kurva karakteristik P-V panel surya pada 3 kondisi iradiasi dan suhu yang berbeda
Pembuatan kurva karakteristik I-V dan P-V merupakan kegiatan yang bertujuan untuk mendapatkan titik tegangan dan arus dimana daya maksimal (MPP) dari panel surya dihasilkan. Pada gambar 4.3 dapat dilihat bahwa rata-rata daya mencapai maksimal pada tegangan ±12V. Pengujian Modul Sensor: Pengujian Sensor dilakukan performansi dari tiap sensor.
untuk
mengetahui
Gambar 4.1 Ilustrasi Pengujian Panel Surya Berikut merupakan hasil pengukuran I , V, dan P pada Panel Surya, yang diperlihatkan pada kurva karakteristik I-V (Gambar 4.2) dan P-V (Gambar 4.3)
Gambar 4.4 Kurva output akhir instrumentasi Sensor Arus ACS712
Gambar 4.5 Kurva pengujian tegangan output sensor tegangan
Gambar 4.2 Kurva karakteristik I-V panel surya pada 3 kondisi iradiasi dan suhu yang berbeda
6
Tabel 4.2 Hasil Pengujian Buck Converter beban R=10 Ω D Vi Ii Pi Vo Io Po Efisien (%) (V) (A) (W) (V) (A) (V) si (%) 20 10 0.02 0.2 1 0.1 0.12 60 30 10 0.06 0.6 2 0.2 0.4 66.67 40 10 0.11 1.1 3.1 0.32 0.99 90.18 50 10 0.18 1.8 4.1 0.41 1.68 93.39 60 10 0.27 2.7 5 0.51 2.55 94.44 70 10 0.38 3.8 6 0.61 3.66 96.31 80 10 0.5 5 7 0.7 4.9 98 90 10 0.65 6.5 8.1 0.8 6.48 99.69 20 20 0.06 1.2 2.8 0.26 0.73 60.66 30 20 0.14 2.8 4.7 0.43 2.021 72.17 40 20 0.24 4.8 6.6 0.61 4.02 83.87 50 20 0.39 7.8 8.7 0.79 6.87 88.11 60 20 0.57 11.4 10.6 0.97 10.28 90.19 70 20 0.79 15.8 12.5 1.15 14.37 90.98 80 20 1.03 20.6 14.5 1.32 19.14 92.91 90 20 1.31 26.2 16.2 1.5 24.3 92.74
Gambar 4.6 Kurva pengujian tegangan output sensor suhu
Gambar 4.7 Kurva pengujian tegangan output sensor cahaya
Pada pengujian modul sensor ini didapatkan hasil yakni rata-rata error pada sensor arus, tegangan, suhu, cahaya masing-masing sebesar 0.86%, 0.72%, 0%, 5.94%, 4.2
Pengujian Buck Converter Dilakukan pengujian terhadap Buck Converter dilakukan dengan tujuan untuk mencari nilai efisiensi Buck Converter pada nilai tegangan input, sinyal PWM, dan beban yang berbeda-beda. Pengujian dilakukan dengan memberikan sumber DC dari DC power supply dengan nilai yang berbeda-beda antara 10-20 V. Pengujian Buck Converter dilakukan dengan cara melihat respon parameter input dan output dan perubahan duty cycle yang dibangkitkan oleh mikrokontroller. Beban yang digunakan adalah resistor 10Ω Imaks 8A. skema pengujian Buck Converter dapat dilihat pada gambar 4.8.
Gambar 4.9 Pengujian efisiensi buck converter terhadap Duty cycle PWM.
Gambar 4.10 Pengujian tegangan keluaran buck converter terhadap Duty cycle PWM.
Gambar 4.8 Skema pengujian Buck Converter beban tetap
Adapun hasil dari pengujian Buck Converter dapat dilihat pada tabel 4.2
Dari data pengujian diatas dapat dilihat bahwa DC to DC Converter mempunyai rata-rata efisiensi yang cukup baik yaitu 85.65 % adapun rugirugi yang terjadi disebabkan utamanya oleh rugi-rugi pensaklaran pada MOSFET, serta adanya disipasi daya pada masing komponen. 7
55 60 65 70 75 80
4.3 Pengujian Total Sistem Setelah pengujian pada seluruh instrumentasi sensor, mikrokontroller, dan Buck Converter. Dilakukan pengujian secara keseluruhan pada sistem yang dibuat dengan cara memberikan input berupa panel surya dengan spesifikasi yang telah ditentukan sebelumnya. Beban yang digunakan pada pengujian sistem ini adalah dengan menggunakan Beban hambatan geser yang diubah-ubah dari 40-80 ohm dengan level iradiasi dan suhu rata-rata sebesar 255 W/m2 dan 33oC. pengujian pertama adalah pengujian data input sebelum diberi sistem MPPT FLC, sedangkan pengujian selanjutnya adalah dengan memasang input pada sistem MPPT FLC, kemudian dibandingkan hasil daya input dan output diantara keduanya. Adapun skema pengujian dapat dilihat pada gambar 4.11.
263 235 263 210 236 233
33 32 33 32 33 32
11.8 11.8 11.8 11.8 11.8 11.8
0.22 0.2 0.18 0.17 0.16 0.15
2.596 2.36 2.124 2.006 1.888 1.77
Gambar 4.11 Kurva perbandingan hasil pengujian daya output panel surya (PV) dengan menggunakan MPPT, tanpa MPPT
Gambar 4.11 Skema pengujian sistem MPPT FLC, (a) tanpa sistem MPPT FLC, (b) dengan sistem MPPT FLC
Adapun hasil pengujiannya dapat dilihat pada tabel 4.3 dan 4.4.
Gambar 4.12 Kurva kenaikan efisiensi panel surya pada setiap nilai beban
Tabel 4.3 Hasil Pengujian tanpa menggunakan MPPT
R( Ω) 40 45 50 55 60 65 70 75 80
Irad (W/ M2) 247 244 247 263 235 263 210 236 233
T(o C) 33 33 33 33 32 33 32 33 32
Vo (V) 15.8 16.1 16.4 16.7 16.4 16.7 15 16 16.1
Io (A) 0.23 0.21 0.18 0.17 0.16 0.14 0.14 0.13 0.12
Dari hasil data pengujian pada tabel 4.3 dan 4.4 didapatkan kenaikan efisiensi antara sistem dengan MPPT FLC dengan yang tidak memakai MPPT FLC sebesar 21.87% pada beban antara 40-80 Ohm. pengujian dilakukan mulai pada beban dibawah 40 ohm karena pada beban tersebut tegangan input ada dibawah titik MPP, sedangkan Buck Converter hanya dapat menurunkan tegangan. Secara keseluruhan, dari hasil pengujian yang dilakukan sistem yang dirancang berjalan dengan baik. sensor-sensor yang digunakan berjalan dengan baik, kemudian mikrokontroller juga menjalankan perannya dengan sangat baik, baik proses pengonversian ADC, pembangkitan sinyal PWM, dan menampilkannya ke LCD. Algoritma Fuzzy yang dipakai dapat lebih maksimal dengan menambahkan jumlah membership, maupun parameter input lain sesuai dengan karakteristik yang ada pada panel surya. Namun hasil dari system ini kurang maksimal karena buck
Po(W) 3.634 3.381 2.952 2.839 2.624 2.338 2.1 2.08 1.932
Tabel 4.4 Hasil Pengujian dengan menggunakan MPPT
R( Ω) 40 45 50
Irad (W/ M2) 247 244 247
T(o C) 33 33 33
Vo (V) 11.8 11.8 11.8
Io (A) 0.28 0.27 0.23
Po(W) 3.304 3.186 2.714 8
Converter tidak dapat menaikkan tegangan, sehingga apabila tegangan input MPPT kurang dari tegangan 10V buck Converter tidak dapat di-drive menuju titik MPP. Desain perangkat keras pada tugas akhir ini memungkinkan untuk digunakan penelitian lanjut, terutama pada bagian board utama yang bisa dikatakan berjalan dengan baik.
V.
DAFTAR PUSTAKA [1] Nugroho, Tauhid Adi, “ Desain dan Implementasi MPPT dengan Metode Maximum Power Line untuk Photovoltaic dengan Kompensasi Suhu”. Tugas Akhir. Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya, 2011. [2] Surojo, Ashari, Mochammad, Purnomo, Mauridhi H., ”Desain dan Simulasi Maximum Power Point Tracking (MPPT) Sel Surya Menggunakan Fuzzy Logic Control Untuk Kontrol Boost Konverter, 7th Basic Science National Seminar Proceeding, , Malang, Februari, 2010. [3] Ashari, Mochamad, DC to DC Converter, Department of Electrical Engineering, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Surabaya, 2011. [4] __________, Atmega32, http://www.atmel.com/ATmega32, 23 November 2009 [5] M.S. Aït Cheikh, C. Larbes, G.F. Tchoketch Kebir, A. Zerguerras, “Maximum power point tracking using a fuzzy logic control scheme”, Revue des Energies Renouvelables Vol. 10 , Algérie, 2007 [6] H. Rashid, Muhammad, Power Electronics handbook, University of Florida,University of West Florida Joint rogram and Computer Engineering University of West Florida Pensacola, Florida, 2001 [7] Kusumadewi, Sri, Purnomo, Hari, “Aplikasi Logika Fuzzy Untuk Pendukung Keputusan”, Edisi kedua, Yogyakarta, Maret, 2010
PENUTUP
5.1 Kesimpulan Berdasarkan pembahasan hasil yang sudah dicapai pada tugas akhir ini didapatkan beberapa kesimpulan sebagai berikut : 1. Tegangan pada daya maksimal (Vmpp) panel surya untuk suhu 38-390C pada iradiasi 690 W/m2 – 883 W/m2 berada pada tegangan sekitar 12 V. 2. Pada pengujian modul sensor ini didapatkan hasil yakni rata-rata Error pada sensor arus, tegangan, suhu, cahaya masing-masing sebesar 0.86%, 0.72%, 0%, dan 5.94%, 3. Buck Converter hasil perancangan mempunyai nilai efisiensi yang berubah-ubah untuk beban resistor 100 ohm, nilai efisiensi paling baik pada tegangan input 10-20V dengan rata-rata efisiensi 85.65%. 4. Maximum Power Point Tracking (MPPT) dengan metode Fuzzy dapat memaksimalkan Daya pada panel surya dengan penambahan efisiensi sebesar 21.87% pada beban antara 40-80 ohm dengan iradiasi 255 W/m2 dan suhu 33oC 5.2 Saran Untuk penelitian selanjutnya sebaiknya didesain kembali DC to DC Converter dengan konfigurasi yang berbeda agar dapat menaikkan dan menurunkan tegangan dengan efisiensi yang baik. Penelitian dengan panel surya ini pada praktiknya sering terkendala karena pengambilan data dilakukan dalam musim penghujan. Untuk kedepannya, sebaiknya data diambil dalam cuaca yang cerah (tidak berawan) dengan kondisi level iradiasi dan suhu cenderung tetap dalam beberapa waktu. Secara keseluruhan sistem yang telah dirancang memungkinkan untuk dilakukan studi lebih lanjut mengenai usaha peningkatan efisiensi Panel Surya, serta mencoba membandingkan hasil optimasi MPPT Fuzzy dengan metode-metode yang lain.
BIODATA PENULIS Penulis dilahirkan di Surabaya pada tanggal 11 Nopember 1989. Melalui ujian SPMB, penulis diterima pada Jurusan Teknik Elektro, Institut Teknologi Sepuluh Nopember pada tahun 2007. Semasa perkuliahan, penulis terlibat aktif dalam beberapa organisasi non akademis seperti menjadi fungsionaris Himpunan Mahasiswa Teknik Elektro pada tahun 2008--2010 dan beberapa kepanitiaan lainnya. Penulis juga tercatat sebagai asisten praktikum rangkaian listrik dan praktikum elektronika serta merangkap sebagai koordinator asisten bidang studi elektronika pada kepengurusan 2010-2011. Email:
[email protected] 9
