PERANCANGAN SIMULATOR PANEL SURYA MENGGUNAKAN LABVIEW

Transkripsi

1 PERANCANGAN SIMULATOR PANEL SURYA MENGGUNAKAN LABVIEW Duwi Astuti L/O/G/O Dosen Pembimbing : Prof. Dr. Ir. Mochamad Ashari, M.Eng Heri Suryoatmojo, ST., MT., Ph.D.

2 Gambaran Presentasi Latar Belakang Tujuan dan Manfaat Batasan Masalah Dasar teori Pemodelan sistem Pengujian Sistem dan Analisa Data Kesimpulan

3 Latar Belakang Sel surya merupakan pembangkit listrik energi terbaru yang menawarkan potensi besar dalam kehidupan energi global untuk masa depan. Energi matahari tersedia pada setiap tempat dan dapat diperoleh dengan mudah.

4 Tujuan Dan Manfaat Perancangan suatu power supply yang memiliki karakteristik mirip panel surya, sehingga dapat menggantikan panel surya yang harganya relatif mahal. Simulator ini dapat dimanfaatkan untuk praktikum di universitas dan sekolah sekolah khususnya di sekolah menengah kejuruan (SMK) atau riset tentang solar sel

5 Batasan Masalah Pemodelan simulasi ini dilakukan dengan menggunakan pemrograman grafis yaitu LabVIEW. Penelitian ini menggunakan DC-DC converter jenis buck converter Parameter yang di-monitoring yaitu berupa arus dan tegangan. Karakteristik PV dibatasi berdasarkan variasi intensitas cahaya yaitu 1000 W/m 2, 900 W/m 2, dan 800 W/m 2.

6 Sel surya (Photovoltaic) Panel surya adalah alat yang terdiri dari sel surya yang mengubah cahaya menjadi listrik. Panel surya sering kali disebut sel photovoltaic. Intensitas radiasi matahari diluar atmosfer bumi disebut konstanta surya, yaitu sebesar 1365 W/m 2. Setelah disaring oleh atmosfer bumi, beberapa spektrum cahaya hilang, dan intensitas puncak radiasi menjadi sekitar 1000 W/m 2.

7 Karakteristik Sel surya Pada saat tahanan variable bernilai tak terhingga (open circuit) maka arus bernilai minimum (nol) dan tegangan pada sel berada pada nilai maksimum, yang dikenal sebagai tegangan open circuit (Voc). Pada keadaan yang lain, ketika tahanan variable bernilai nol (short circuit) maka arus bernilai maksimum, yang dikenal sebagai arus short circuit (Isc). Jika tahanan variable memiliki nilai yang bervariasi antara nol dan tak terhingga maka arus (I) dan tegangan (V) akan diperoleh nilai yang bervariasi.

8 Blok Diagram Simulator Sel Surya

9 Pemodelan Sel surya V = nkt q ln ((I L I) I O ) IR S I O = I L exp (qv oc (nkt)) R s = I (40 I sc ) I L = L I sc V = ln ((L I sc I) ( I sc )) I 40 I sc

10 Pemodelan sel surya menggunakan labview

11 Pemodelan dan perancangan buck converter Dalam perencanaan buck converter mengacu pada karakteristik panel surya model DBF 80. Acuan tersebut diberikan sebagai berikut : T Voc Isc Vmpp Impp Pmax = 25 C = 21.6 V = 5.09 A = 17.6 V = 4.63 A = 80 Watt

12 Pemodelan buck converter menggunakan labview

13 Pemodelan Seluruh Sistem

14 Pengujian Sistem dan Analisis data Model PV cell, Isc = 1.5 A, Vdc = 50 V, 100 V dan 200 V dengan Beban bervariasi dengan intensitas 800 W/m 2, 900 W/m 2, dan 1000 W/m 2 PV panel 60 Wp, Isc = 3.07 A, Vdc = 50 V, 100 V dan 200 V dengan Beban bervariasi dengan intensitas 800 W/m 2, 900 W/m 2, dan 1000 W/m 2 PV panel 80 Wp, Isc = 5.09 A, Vdc = 50 V, 100 V dan 200 V dengan Beban bervariasi dengan intensitas 800 W/m 2, 900 W/m 2, dan 1000 W/m 2

15 Pengujian PV panel 60 Wp, Isc = 3.07 A, Vdc = 50 V dengan Beban bervariasi dan intensitas 1000 W/m 2 Tabel Data Tegangan dan Arus untuk Intensitas 1000 W/m 2, I sc = 3.07 A dan V dc = 50 V HASIL PERHITUNGAN HASIL SIMULASI I (Ampere) V (Volt) R (ohm) V (Volt) I (Ampere) 2,91 15, ,26 2,91 2,27 17, ,53 2,27 1,82 18, ,24 1,82 1,3 18, ,84 1,3 1,01 19, ,12 1,01 0,92 19, ,21 0,92 0,62 19, ,47 0,62 0,46 19, ,6 0,46 0,25 19, ,75 0,25 0,18 19, ,81 0,18 0,12 19, ,85 0,12 0,1 19, ,87 0,1 0,07 19, ,89 0,07 0,05 19, ,9 0,05 0,04 19, ,91 0,04

16 Pengujian PV panel 60 Wp, Isc = 3.07 A, Vdc = 50 V dengan Beban bervariasi dan intensitas 1000 W/m 2 Gambar dibawah ini merupakan contoh hasil dari nilai R = 45 Ω.

17 Pengujian PV panel 60 Wp, Isc = 3.07 A, Vdc = 50 V dengan Beban bervariasi dan intensitas 1000 W/m 2 25 Grafik Tegangan vs Arus 20 Tegangan (V) perhitungan simulasi 0 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 Arus (I) Pada Gambar ditunjukkan grafik antara tegangan dan arus yang dikeluarkan oleh PV ketika beban divarisikan antara Ω. Hasil yang didapat V oc = V. Dari hasil diatas juga menunjukkan antara hasil perhitungan dan simulasi dari PV tidak ada

18 Pengujian PV panel 60 Wp, Isc = 3.07 A, Vdc = 50 V dengan Beban bervariasi dan intensitas 900 W/m 2 Tabel Data Tegangan dan Arus untuk Intensitas 900 W/m 2, Isc = 3.07 A dan Vdc = 50 V HASIL PERHITUNGAN HASIL SIMULASI I (Ampere) V (Volt) R (ohm) V (Volt) I (Ampere) 2,66 14, ,66 2,66 2,27 16, ,91 2,27 1,81 17, ,88 1,81 1,3 18, ,6 1,3 1,02 18, ,91 1,02 0,93 19, ,01 0,93 0,62 19, ,29 0,62 0,46 19, ,44 0,46 0,26 19, ,61 0,26 0,18 19, ,65 0,18 0,12 19, ,7 0,12 0,1 19, ,73 0,1 0,07 19, ,75 0,07 0,05 19, ,76 0,05 0,04 19, ,77 0,04

19 Pengujian PV panel 60 Wp, Isc = 3.07 A, Vdc = 100 V dengan Beban bervariasi dan intensitas 1000 W/m 2 Gambar dibawah ini merupakan contoh hasil dari nilai R = 100 Ω.

20 Pengujian PV panel 60 Wp, Isc = 3.07 A, Vdc = 100 V dengan Beban bervariasi dan intensitas 1000 W/m 2 25 Grafik Tegangan vs Arus 20 Tegangan (V) perhitungan simulasi 0 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 Arus (I) Pada Gambar ditunjukkan grafik antara tegangan dan arus yang dikeluarkan oleh PV ketika beban divarisikan antara Ω dengan intensitas cahaya matahari 900 W/m 2. Hasil yang didapat V oc = V. Jika dibandingkan dengan pengujian dengan intensitas 1000 W/m 2 terjadi penurunan dari sisi V oc. Dari hasil diatas juga menunjukkan antara hasil perhitungan dan simulasi dari

21 Pengujian PV panel 60 Wp, Isc = 3.07 A, Vdc = 50 V dengan Beban bervariasi dan intensitas 800 W/m 2 Tabel 4.12 Data Tegangan dan Arus untuk Intensitas 800 W/m 2, I sc = 3.07 A dan V dc = 50 V HASIL PERHITUNGAN HASIL SIMULASI I (Ampere) V (Volt) R (ohm) V (Volt) I (Ampere) 2,44 12, ,02 2,44 2,24 15, ,72 2,24 1,81 17, ,38 1,81 1,3 18, ,29 1,3 1,02 18, ,66 1,02 0,92 18, ,78 0,92 0,61 19, ,09 0,61 0,46 19, ,24 0,46 0,25 19, ,44 0,25 0,18 19, ,49 0,18 0,12 19, ,55 0,12 0,1 19, ,57 0,1 0,07 19, ,59 0,07 0,05 19, ,61 0,05 0,04 19, ,62 0,04

22 Pengujian PV panel 60 Wp, Isc = 3.07 A, Vdc = 50 V dengan Beban bervariasi dan intensitas 800 W/m 2 Gambar dibawah ini merupakan contoh hasil dari nilai R = 250 Ω.

23 Pengujian PV panel 60 Wp, Isc = 3.07 A, Vdc = 50 V dengan Beban bervariasi dan intensitas 800 W/m 2 25 Grafik Tegangan vs Arus Tegangan (V) perhitungan simulasi 0 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 Arus (I) Pada Gambar ditunjukkan grafik antara tegangan dan arus yang dikeluarkan oleh PV ketika beban divarisikan antara Ω dengan intensitas cahaya matahari 800 W/m 2. Hasil yang didapat dilihat dari Tabel V oc = 19,62 V. Jika dibandingkan dengan pengujian sebelumnya terjadi penurunan dari sisi V oc. Dari hasil diatas juga menunjukkan antara hasil perhitungan dan simulasi dari PV ada perbedaan. Hal tersebut dikarenakan pengujian menggunakan beban yang terbatas seperti ditunjukkan pada Tabel.

24 Perbandingan hasil simulasi dengan spesifikasi Grafik Tegangan vs Arus tegangan (V) W/m2 spesifikasi Arus (I) Dari grafik diatas dapat diketahui bahwa nilai antara simukasi dan spesikasi pada sel surya memiliki karateristik yang sama

25 Pengujian PV panel 60 Wp, Isc = 3.07 A, Vdc = 100 V dengan Beban bervariasi dan intensitas 1000 W/m 2 Tabel Data Tegangan dan Arus untuk Intensitas 1000 W/m 2, I sc = 3.07 A dan V dc = 100 V HASIL PERHITUNGAN HASIL SIMULASI I (Ampere) V (Volt) R (ohm) V (Volt) I (Ampere) 2,64 16, ,62 2,64 2,03 17, ,95 2,03 1,85 18, ,2 1,85 1,54 18, ,59 1,54 1,22 18, ,92 1,22 0,92 19, ,21 0,92 0,51 19, ,56 0,51 0,37 19, ,67 0,37 0,24 19, ,76 0,24 0,18 19, ,81 0,18 0,14 19, ,84 0,14 0,11 19, ,86 0,11 0,09 19, ,87 0,09 0,07 19, ,89 0,07 0,06 19, ,9 0,06

26 Pengujian PV panel 60 Wp, Isc = 3.07 A, Vdc = 100 V dengan Beban bervariasi dan intensitas 1000 W/m 2 Gambar dibawah ini merupakan contoh hasil dari nilai R = 100 Ω.

27 Pengujian PV panel 60 Wp, Isc = 3.07 A, Vdc = 100 V dengan Beban bervariasi dan intensitas 1000 W/m 2 25 Grafik Tegangan vs Arus Tegangan (V) perhitungan simulasi Arus (I) Pada Gambar ditunjukkan grafik antara tegangan dan arus yang dikeluarkan oleh PV ketika beban divarisikan antara Ω. Hasil yang didapat V oc = 19.9 V. Dari hasil diatas juga menunjukkan antara hasil perhitungan dan simulasi dari PV tidak ada perbedaan.

28 Pengujian PV panel 60 Wp, Isc = 3.07 A, Vdc = 100 V dengan Beban bervariasi dan intensitas 900 W/m 2 Tabel Data Tegangan dan Arus untuk Intensitas 900 W/m 2, I sc = 3.07 A dan V dc = 100 V HASIL PERHITUNGAN HASIL SIMULASI I (Ampere) V (Volt) R (ohm) V (Volt) I (Ampere) 2,58 15, ,42 2,58 2,06 17, ,45 2,06 1,81 17, ,98 1,81 1,51 18, ,34 1,51 1,23 18, ,68 1,23 0,91 19, ,01 0,91 0,51 19, ,39 0,51 0,37 19, ,52 0,37 0,24 19, ,62 0,24 0,18 19, ,66 0,18 0,14 19, ,69 0,14 0,11 19, ,72 0,11 0,09 19, ,73 0,09 0,07 19, ,75 0,07 0,06 19, ,75 0,06

29 Pengujian PV panel 60 Wp, Isc = 3.07 A, Vdc = 100 V dengan Beban bervariasi dan intensitas 900 W/m 2 Gambar dibawah ini merupakan contoh hasil dari nilai R = 500 Ω.

30 Pengujian PV panel 60 Wp, Isc = 3.07 A, Vdc = 100 V dengan Beban bervariasi dan intensitas 900 W/m 2 25 Grafik Tegangan vs Arus Tegangan (V) perhitungan simulasi Arus (I) Pada Gambar 4.31 ditunjukkan grafik antara tegangan dan arus yang dikeluarkan oleh PV ketika beban divarisikan antara Ω dengan intensitas cahaya matahari 900 W/m 2. Hasil yang didapat V oc = V. Jika dibandingkan dengan pengujian dengan intensitas 1000 W/m 2 terjadi penurunan dari sisi V oc. Dari hasil diatas juga menunjukkan antara hasil perhitungan dan simulasi dari PV tidak ada perbedaan.

31 Pengujian PV panel 60 Wp, Isc = 3.07 A, Vdc = 100 V dengan Beban bervariasi dan intensitas 800 W/m 2 Tabel Data Tegangan dan Arus untuk Intensitas 800 W/m 2, I sc = 3.07 A dan V dc = 100 V HASIL PERHITUNGAN HASIL SIMULASI I (Ampere) V (Volt) R (ohm) V (Volt) I (Ampere) 2,4 14, ,02 2,4 2,01 16, ,83 2,01 1,81 17, ,37 1,81 1,53 17, ,92 1,53 1,23 18, ,38 1,23 0,91 18, ,79 0,91 0,51 19, ,2 0,51 0,37 19, ,34 0,37 0,24 19, ,45 0,24 0,18 19, ,5 0,18 0,14 19, ,54 0,14 0,11 19, ,56 0,11 0,09 19, ,57 0,09 0,07 19, ,6 0,07 0,06 19, ,61 0,06

32 Pengujian PV panel 60 Wp, Isc = 3.07 A, Vdc = 100 V dengan Beban bervariasi dan intensitas 800 W/m 2 Gambar dibawah ini merupakan contoh hasil dari nilai R = 500 Ω.

33 Pengujian PV panel 60 Wp, Isc = 3.07 A, Vdc = 100 V dengan Beban bervariasi dan intensitas 800 W/m 2 25 Grafik Tegangan vs Arus Tegangan (V) perhitungan simulasi Arus (I) Pada Gambar ditunjukkan grafik antara tegangan dan arus yang dikeluarkan oleh PV ketika beban divarisikan antara Ω dengan intensitas cahaya matahari 800 W/m 2. Hasil yang didapat dilihat dari Tabel V oc = 19,61 V. Jika dibandingkan dengan pengujian sebelumnya terjadi penurunan dari sisi V oc. Dari hasil diatas juga menunjukkan antara hasil perhitungan dan simulasi dari PV tidak ada perbedaan.

34 Kesimpulan Model sel surya (PV) dengan Isc, R variabel yang di ubah ubah dapat menghasilkan karakteristik yang mirip dengan sel surya yang buatan pabrik. Model sel surya (PV) cell dan buck converter dengan simulasi dan perhitungan dengan tegangan DC 50 V, 100 V dan 200V. Intensitas 1000 W/m 2, 900 W/m 2 dan 800 W/m 2 menunjukkan karakteristik yang hampir sama model PV yang digunakan. Simulasi sel surya (PV) panel 60 Wp dan 80 Wp. Intensitas W/m 2, 900 W/m 2 dan 800 W/m 2 diperoleh karakteristik yang mirip dengan hasil perhitungan.

35 Energi Hijau Energi Masa Depan Go Green Indonesia!