SEMINAR TUGAS AKHIR. Dosen Pembimbing: Imam Abadi, ST, MT Dr. Ir.Ali Musyafa MSc

Transkripsi

1 SEMINAR TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN APLIKASI KONTROL PID SISTEM PENJEJAK MATAHARI UNTUK PANEL SURYA PADA SISTEM TEKNOLOGI HYBRID KONVERSI ENERGI SURYA & ANGIN Disusun Oleh : Uqud Adyat Ade Wijaya NRP Dosen Pembimbing: Imam Abadi, ST, MT Dr. Ir.Ali Musyafa MSc PROGRAM STUDI S-1 LINTAS JALUR JURUSAN TEKNIK FISIKA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012

2 Latar Belakang Pada undang-undang no 30 tahun 2007 tentang energi yaitu pada pasal 20 ayat 2 tentang mengoptimalkan potensi energi terbarukan di Indonesia khusunya di daerah yang belum berkembang, daerah terpencil, dan daerah perdesaan dengan menggunakan sumber energi setempat. Target yang di capai di 2025 adalah desa terlistriki 95%. Maka di rancanglah sistem hybrid ini.

3 Permasalahan Bagaimana merancang hardware secara maksimal agar dapat bekerja secara maksimal Bagaimana cara mendapatkan kecepatan motor untuk mengatur sudut perolehan cahaya pada aplikasi penjejak matahari Bagaimana mengatur reflektor sebagai tambahan untuk memperoleh cahaya maksimal bagaimana karekteristik solar panel terhadap ketika dikontrol dan tidak di kontrol.

4 Tujuan Merancang dan menerapkan aplikasi hibrid teknologi untuk konversi energi surya & angin sebagai penghasil energi listrik, Mengaplikasikan kontrol PID pada sistem penjejak matahari panel surya, dan Melakuan Pengembangan dalam pembuatan aplikasi untuk memiliki hasil yang maksimal Membantu pemerintah dalam merancang sistem pembangkit energi untuk desa terpencil yang belum mendapatkan listrik.

5 Batasan Masalah Merancang kontrol penjejak matahari pada solar panel skala riset prototype Merancang sistem teknologi hybrid dengan spesialisasi di unit solar cell penjejak matahari hingga mengkoneksikan dengan unit kontroller interkoneksi. Data masukan dan keluaran yang digunakan dalam sistem pengendalian ini adalah tegangan DC. Tidak menggunakan interface sebagai display sensor

6 Metodologi Penelitian Perancangan Alat Pembuatan Alat Pengujian Alat Tidak baik Hasil Baik / Tidak Baik Baik Analisa Data Pembuatan Laporan

7 Rancangan Alat Desain hardware Solar panel penjejak matahari

8 Diagram Sistem Elektrik Konverter Tegangan DC to DC Windmill Generator Switch Relay Buck Converter Boost Converter Sensor tegangan Sensor Tegangan Sensing element Sensor Cahaya LCD DISPLAY Solar Cell Microconroller Microconroller Driver Relay LCD DISPLAY Wind Turbin Sensor tegangan H Y B R I D Battery Charger Dengan Display Hybrid Accumulator LOAD DC Limit Switch Motor DC SOLAR CELL

9 Rancangan Elektrik Minimum sistem & LCD Suplay 5V, dan 12V Perancangan sensor LDR Driver motor

10 Gambar Rancangan Seluruh Sistem Elektrik

11 Hasil dan Pembahasan Data uji solar panel dengan kontroler dan reflektor Tegangan Arus Suhu Suhu Kecepatan Kelembaban Sudut Intensitas Perhitungan Jam Keluar Keluar Modul Tempat Angin Tempat Kemiringan Matahari Daya (V out) (A out) C C m/s % Panel Surya LUX (Watt) 8:00 19,87 1,20 39,0 34, ,84 9:00 19,97 1,23 49,0 36, ,56 10:00 19,95 1,21 48,2 34,6 5, ,14 11:00 19,81 1,20 52,4 37,0 4, ,77 12:00 19,98 1,20 50,0 38,9 5, ,98 13:00 20,20 1,23 46,0 35,8 6, ,85 14:00 19,99 1,21 50,0 44,4 5, ,19 15:00 20,40 1,23 47,0 40,3 3, ,09 16:00 20,20 1,12 42,0 37,1 4, ,62 rata-rata 24,12

12 Grafik data uji solar panel dengan kontroler dan reflektor

13 Lanjutan grafik data uji solar panel dengan kontroler dan reflektor

14 Data uji solar panel dengan kontroler tanpa reflektor Tegangan Arus Suhu Suhu Kecepatan Kelembaban Sudut Intensitas Perhitungan Jam Keluar Keluar Panel Tempat Angin Tempat Kemiringan Matahari Daya (V out) (A out) C C m/s % Panel Surya LUX (Watt) 8:00 19,52 1,20 39,0 34,5 3, ,42 9:00 19,48 1,20 48,0 36,1 4, ,38 10:00 19,55 1,21 47,2 34,6 5, ,66 11:00 19,42 1,19 51,4 37,0 4, ,11 12:00 19,53 1,20 50,2 38,9 5, ,44 13:00 19,80 1,19 46,0 35,8 6, ,56 14:00 19,80 1,19 49,0 44,4 5, ,56 15:00 20,00 1,20 46,7 40,3 3, ,00 16:00 20,10 1,10 42,0 37,1 4, ,11 rata-rata 23,36

15 Grafik Data uji solar panel dengan kontroler tanpa reflektor

16 Data uji solar panel tanpa kontroler dengan reflektor Tegangan Arus Suhu Suhu Kecepatan Kelembaban Sudut Intensitas Perhitungan Jam Keluar Keluar Panel Tempat Angin Tempat Kemiringan Matahari Daya (V out) (A out) C C m/s % Panel Surya LUX (Watt) 8:00 19,81 1,20 39,0 34,5 3, ,77 9:00 19,73 1,19 49,0 36,1 4, ,48 10:00 19,68 1,20 48,2 34,6 5, ,62 11:00 19,81 1,20 52,4 37,0 4, ,77 12:00 19,95 1,19 50,0 38,9 5, ,74 13:00 20,00 1,20 46,0 35,8 6, ,00 14:00 19,70 1,00 50,0 44,4 5, ,70 15:00 19,70 1,00 47,0 40,3 3, ,70 16:00 19,80 1,00 42,0 37,1 4, ,80 rata-rata 22,40

17 Grafik data uji solar panel tanpa kontroler dengan reflektor

18 Data uji solar panel tanpa kontroler dan tanpa reflektor Tegangan Arus Suhu Suhu Kecepatan Kelembaban Sudut Intensitas Perhitungan Jam Keluar Keluar Panel Tempat Angin Tempat Kemiringan Matahari Daya (V out) (A out) C C m/s % Panel Surya LUX (Watt) 8:00 19,50 1,20 39,0 34,5 3, ,40 9:00 19,35 1,19 49,0 36,1 4, ,03 10:00 19,32 1,20 48,2 34,6 5, ,18 11:00 19,53 1,20 52,4 37,0 4, ,44 12:00 19,57 1,19 50,0 38,9 5, ,29 13:00 19,77 1,20 46,0 35,8 6, ,72 14:00 19,38 1,00 50,0 44,4 5, ,38 15:00 19,28 1,00 47,0 40,3 3, ,28 16:00 19,48 1,00 42,0 37,1 4, ,48 rata-rata 22,02

19 Grafik data uji solar panel tanpa kontroler dan tanpa reflektor

20 Data hybrid solar panel & turbin angin Data solar panel pada pukul 13:00 Data turbin angin V A V A 19,87 1,21 11,98 0,67 19,81 1,22 11,98 0,66 19,98 1,22 12,2 0,67 20,27 1,23 12,1 0,67 20,25 1,23 11,8 0,70 20,20 1, ,69 20,20 1,22 12,2 0,70 20,21 1,23 12,1 0,70 20,19 1, ,68 20,20 1, ,70 20,20 1, ,70 20,21 1, ,70 Hasil data hybrid V A 18,37 1,75 18,31 1,75 18,48 1,76 18,77 1,77 18,75 1,80 18,7 1,78 18,7 1,79 18,71 1,80 18,69 1,78 18,7 1,79 18,7 1,80 18,71 1,79 Data hybrid lebih unggul pada peningkatan Arus

21 Grafik hasil pengukuran hybrid Tegangan Hibrid Tegangan (V) banyak data panel turbin hibrid Tegangan hybrid sedikit berkurang di karenakan adanya sedikit hambatan pada rangkaian paralel penggabung. Arus Hibrid Arus hyibrid bertambah dikarenakan adanaya penambahan dari rangkaian paralel penggabung. Arus (A) 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0, panel turbin hibrid Banyak data

22 Hasil grafik respon kontroler Pengambilan contoh respon pada pukul 12:00 ke 13:00 Respon kontroler Tegangan (V) waktu (s) Respon tegangan set point Rise time (TR)= 2 detik Maksimum overshoot (MP)= 0,013 % Settling time (TS) = 3 detik

23 Pengambilan contoh respon pada pukul 13:00 ke 14:00 Respon kontroler Tegangan (V) waktu (s) Respon tegangan set point Rise time (TR)= 2 detik Maksimum overshoot (MP)= 0,010 % Settling time (TS) = 3 detik

24 Pembahasan Pengujian ini dilakukan pada hari Minggu 17 Juni 2012 dengan ketinggian 10m dari permukaan tanah (Atap venus lantai dua) ITS Sukolilo Surabaya, pada koordinat S E yang di lihat pada data GPS Nokia. Langkah yang dilakukan adalah menyalakan alat dan di tracking oleh mikrokontroler menggunakan sensor LDR dimana yang akan di gunakan sebagai detektor penjejak matahari. Hasil yang di dapat dari keluaran solar panel bergantung dari faktor lingkungan yang mempengaruhi, seperti suhu tempat, suhu modul, angin, intensitas matahari.

25 Kesimpulan Hasil penyerapan dari solar panel dengan metode penjejak matahari lebih maksimal, terbukti dari rata-rata daya yang di hasilkan lebih tinggi dari pengujian tanpa penjejak. Hasil penyerapan dari solar panel dengan metode menggunakan reflektor dapat menambah daya keluaran lebih maksimal, terbukti dari rata-rata daya yang di hasilkan lebih tinggi dari pengujian tanpa reflektor. Performa dari solar panel dapat terpengaruh oleh faktor tempat, yaitu suhu, kelembaban, angin, cuaca. Motor gearbox DC untuk mengatur arah panel berhenti jika ADC antara kedua sensor LDR yang ditampilkan oleh mikrokontroler sama. jika ADC LDR1 180 maka ADC LDR Hasil dari penggabungan alat hybrid dari solar panel dan turbin angin sangatlah bermanfaat, dimana setelah di rangkai secara pararel didapatkan hasil arus yang bertambah dan tegangan tetap dimana akan mempercepat dalam pengisian batrai.

26 Saran Agar pengukuran lebih akurat dalam, sensor LDR yang digunakan harus lebih linier dan mempunyai sensitivitas tinggi. Menggunakan motor gearbox stepper yang bertorsi besar agar ringan dalam menggerakkan beban penjejak yang bisa diatur pergerakannya sesuai kebutuhan. Menambahkan sistem pendingin pada panel surya supaya dapat mengeluarkan hasil tegangan & arus yang maksimal.

27 SEKIAN TERIMA KASIH