STUDI ANALISA SYNCHRONOUS RECTIFIER BUCK CONVERTER UNTUK MENINGKATKAN EFISIENSI DAYA PADA SISTEM PV SKRIPSI

Transkripsi

1 STUDI ANALISA SYNCHRONOUS RECTIFIER BUCK CONVERTER UNTUK MENINGKATKAN EFISIENSI DAYA PADA SISTEM PV SKRIPSI Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Guna Meraih Gelar Sarjana Strata I Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang Disusun Oleh : ARI ROBIUL ICHSAN JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2017

2 LEMBAR PERSETUJUAN STUDI ANALISA SYNCHRONOUS RECTIFIER BUCK CONVERTER UNTUK MENINGKATKAN EFISIENSI DAYA PADA SISTEM PV Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1) Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang Disusun Oleh: ARI ROBIUL ICHSAN NIM Diperiksa dan disetujui oleh: ii

3 LEMBAR PENGESAHAN STUDI ANALISA SYNCHRONOUS RECTIFIER BUCK CONVERTER UNTUK MENINGKATKAN EFISIENSI DAYA PADA SISTEM PV Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1) Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang Disusun Oleh : ARI ROBIUL ICHSAN NIM Tanggal Ujian : 15 April 2017 Periode Wisuda : Mei 2017 iii

4 LEMBAR PERNYATAAN Yang bertanda tangan dibawah ini : NAMA : ARI ROBIUL ICHSAN Tempat/Tgl Lahir : Samarinda, 20 September 1994 NIM : FAK./JUR. : TEKNIK/ELEKTRO Dengan ini saya menyatakan bahwa Tugas Akhir kami dengan judul STUDI ANALISA SYNCHRONOUS RECTIFIER BUCK CONVERTER UNTUK MENINGKATKAN EFISIENSI DAYA PADA SISTEM PV beserta seluruh isinya adalah karya saya sendiri dan bukan merupakan karya tulis orang lain, baik sebagian maupun seluruhnya, kecuali dalam bentuk kutipan yang telah disebutkan sumbernya. Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya. Apabila kemudian ditemukan adanya pelanggaran terhadap etika keilmuan dalam karya saya ini, atau ada klaim dari pihak lain terhadap keaslian karya saya ini maka saya siap menanggung segala bentuk resiko/sanksi yang berlaku. Mengetahui: iv

5 LEMBAR PERSEMBAHAN Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT. Atas limpahan rahmat dan hidayah-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini. Shalawat serta salam tak lupa dipanjatkan kepada Nabi Muhammad SAW yang telah memberikan pencerahan di muka bumi ini. Penulis juga menyampaikan ucapan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Bapak Machmud Effendi, ST, M.Eng, MT. dan Bapak Ir. Diding Suhardi, MT. selaku dosen pembimbing tugas akhir yang selalu membantu saya dalam menyelesaikan tugas akhir ini. Terimakasih atas ilmu dan kesabaran bapak selama saya kuliah dan selama membimbing saya. 2. Bapak Ir. Nurhadi, MT. dan M. Chasrun Hasani, ST, MT. selaku dosen penguji tugas akhir yang telah memberikan masukan pada tugas akhir ini. Terimakasih atas ilmu dan masukannya. 3. Kedua orang tua saya, Bapak Biyanto dan Ibu Misridah serta Adikku Binda Aprilia Suryani yang tiada henti dan tiada lelah selalu mendukung dan mendoakan saya serta memberi semangat dengan nasihat agar meneruskan apa yang telah saya perjuangkan. 4. Teman-teman Robotika UMM terutama pak khusnul yang selalu memberikan masukan dan dukungan untuk menyelesaikan tugas akhir saya. 5. Seluruh dosen teknik elektro serta TU jurusan yang selalu memberi ilmu dan dukungan dalam menyelesaikan tugas akhir. 6. Teman-teman Banjar Cetar, yang telah menemani serta memberi semangat untuk saya bisa menyelesaikan tugas akhir ini. 7. Teman-teman terbaik seperantauan kontrakan Sigura-gura yang telah menemani saya selama menjadi mahasiswa di malang. 8. Ridho, Halim, Jimmy, Muhsin, Ozi, Yusroni, Hakam dan yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu teman-teman seperjuangan untuk menempuh ujian tugas akhir. 9. Elektro A dari awal semester sampai akhir semester untuk kenangan yang tidak bisa dilupakan. vii

6 10. Seluruh Laboratorium dan Asisten Lab Elektro yang telah banyak memberikan ilmu serta banyak lagi pelajaran yang saya dapatkan di Lab Elektro. Dan teman-teman lainnya yang namanya tidak bisa saya sebutkan satu persatu. Saya ucapkan terimakasih atas bantuan, perhatian, semangat, dan pengertiannya selama saya menyelesaikan tugas akhir ini. viii

7 DAFTAR ISI COVER... i LEMBAR PERSETUJUAN... ii LEMBAR PENGESAHAN... iii LEMBAR PERNYATAAN... iv ABSTRAK... Error! Bookmark not ABSTRACT... Error! Bookmark not LEMBAR PERSEMBAHAN... vii KATA PENGANTAR... vii DAFTAR ISI... viii DAFTAR GAMBAR... xii DAFTAR TABEL... xvi BAB I PENDAHULUAN... Error! Bookmark not 1.1. Latar Belakang... Error! Bookmark not 1.2. Rumusan Masalah... Error! Bookmark not 1.3. Tujuan... Error! Bookmark not 1.4. Batasan Masalah... Error! Bookmark not 1.5. Sistematik Penulisan Laporan... Error! Bookmark not BAB II TINJAUAN PUSTAKA... Error! Bookmark not 2.1 Sel Surya... Error! Bookmark not 2.2 Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor (MOSFET)... Error! Bookmark not Jenis-Jenis MOSFET... Error! Bookmark not Karakteristik MOSFET... Error! Bookmark not Tegangan Ambang (Threshold Voltage)... Error! Bookmark not ix

8 2.3 Konverter DC-DC... Error! Bookmark not Buck converter dengan penyearah dioda... Error! Bookmark not Buck Converter dengan Synchronous Rectifier (SR)Error! Bookmark not 2.4 Battery... Error! Bookmark not Lead-acid battery... Error! Bookmark not Charging Method... Error! Bookmark not 2.5 MATLAB dan Simulink... Error! Bookmark not BAB III PERANCANGAN PEMODELAN SISTEM... Error! Bookmark not 3.1. Diagram Alir Perancangan dan Pembuatan Sistem.. Error! Bookmark not 3.2. Perancangan PV... Error! Bookmark not Penentuan Nilai Parameter PV... Error! Bookmark not Perancangan PV Secara Matematis... Error! Bookmark not Perancangan rangkaian temperature pada PV.. Error! Bookmark not Perancangan untuk mencari Iph... Error! Bookmark not Perancangan untuk mencari Irs... Error! Bookmark not Perancangan untuk perhitungan arus saturasi... Error! Bookmark not Perancangan untuk perhitungan total arus PV.. Error! Bookmark not Menghubungkan semua subsystem yang telah dirancang... Error! Bookmark not Perancangan keluaran output pada PV... Error! Bookmark not x

9 Penggabungan seluruh rangkaian menjadi satu subsystem.. Error! Bookmark not 3.3. Perancangan DC-DC Converter... Error! Bookmark not Menentukan Nilai Komponen DC-DC Converter... Error! Bookmark not Menetukan nilai duty cycle... Error! Bookmark not Menentukan nilai induktor... Error! Bookmark not Menentukan nilai kapasitor... Error! Bookmark not Menentukan nilai parameter MOSFET yang dipilih... Error! Bookmark not Menentukan nilai parameter dioda... Error! Bookmark not Perancangan DC-DC Converter... Error! Bookmark not Sumber... Error! Bookmark not Duty cycle... Error! Bookmark not Dioda... Error! Bookmark not Induktor... Error! Bookmark not Kapasitor... Error! Bookmark not Resistor... Error! Bookmark not Desain Non-Synchronous Buck Converter... Error! Bookmark not Desain non-synchronous buck converter dengan sumber PV... Error! Bookmark not Desain Synchronous Buck Converter.. Error! Bookmark not Desain synchronous buck converter dengan sumber PV... Error! Bookmark not Sistem PV Menggunakan Beban Baterai... Error! Bookmark not xi

10 BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN ANALISA.. Error! Bookmark not 4.1. Hasil Simulasi Desain PV... Error! Bookmark not Hasil Simulasi PV Murni... Error! Bookmark not Hasil Simulasi Peningkatan Daya PV. Error! Bookmark not 4.2. Hasil Simulasi Sistem PV... Error! Bookmark not Hasil Simulasi Sistem PV Dengan Non-Synchronous Buck Converter.... Error! Bookmark not Hasil simulasi sistem PV dengan frekuensi 10 khz... Error! Bookmark not Hasil simulasi sistem PV dengan frekuensi 20 khz... Error! Bookmark not Hasil simulasi sistem PV dengan frekuensi 30 khz... Error! Bookmark not Hasil Simulasi Sistem PV Dengan Synchronous Buck Converter Error! Bookmark not Hasil simulasi sistem PV dengan frekuensi 10 khz... Error! Bookmark not Hasil simulasi sistem PV dengan frekuensi 20 khz... Error! Bookmark not Hasil simulasi sistem PV dengan frekuensi 30 khz... Error! Bookmark not Perbandingan Efisiensi Daya Pada Sistem PV dengan Beban Resistor.... Error! Bookmark not 4.3. Hasil Simulasi Sistem PV dengan Beban Baterai... Error! Bookmark not Hasil Simulasi Sistem PV dengan Non-Synchronous Buck Converter..... Error! Bookmark not xii

11 Hasil Simulasi Sistem PV dengan Synchronous Buck Converter Error! Bookmark not BAB V PENUTUP... Error! Bookmark not 5.1. Kesimpulan... Error! Bookmark not 5.2. Saran... Error! Bookmark not DAFTAR PUSTAKA... viii xiii

12 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Skema Efek Photovoltaic... Error! Bookmark not Gambar 2.2 Rangkaian Pengganti Sel Surya... Error! Bookmark not Gambar 2.3 Karakteristik sel Photovoltaic Terhadap Perbedaan Radiasi... Error! Bookmark not Gambar 2.4 Karakteristik Photovoltaic Terhadap Perbedaan Suhu... Error! Bookmark not Gambar 2.5 Simbol Transistor MOSFET Mode Depletion. Error! Bookmark not Gambar 2.6 Simbol Transistor MOSFET Mode Enhancement.. Error! Bookmark not Gambar 2.7 Skematik MOSFET Tipe-n... Error! Bookmark not Gambar 2.8 Grafik Karakteristik MOSFET Arus ID Sebagai Fungsi VDS Dengan Parameter VGS... Error! Bookmark not Gambar 2.9 Grafik Karakteristik Alih Tipe-n Dan Tipe-P.. Error! Bookmark not Gambar 2.10 Rangkaian Topologi Umum Buck Converter. Error! Bookmark not Gambar 2.11 State ON dari Buck Converter... Error! Bookmark not Gambar 2.12 State OFF dari Buck Converter... Error! Bookmark not Gambar 2.13 Gelombang Q1 dan CR1... Error! Bookmark not Gambar 2.14 Grafik Hubungan antara Arus Kapasitor dan Waktu... Error! Bookmark not Gambar 2.15 Rangkaian Topologi Synchronous Buck Converter... Error! Bookmark not Gambar 2.16 Mode Operasi State 1... Error! Bookmark not Gambar 2.17 Mode Operasi State 2... Error! Bookmark not xiv

13 Gambar 2.18 Mode Operasi State 3... Error! Bookmark not Gambar 2.19 Karakteristik Pengisian Arus dan Tegangan pada Constant Voltage Charge... Error! Bookmark not Gambar 3.1 Flowchart Langkah Kerja Perancangan Sistem PV.... Error! Bookmark not Gambar 3.2 Diagram Blok Secara Umum Sistem PV menggunakan nonsynchronous Buck Converter.... Error! Bookmark not Gambar 3.3 Diagram Blok Desain Sistem PV Menggunakan Synchronous Buck Converter.... Error! Bookmark not Gambar 3.4 Rangkaian Skematik Photovoltaic.... Error! Bookmark not Gambar 3.5 Subsystem1 Mengubah Celsius ke Kelvin... Error! Bookmark not Gambar 3.6 Rangkaian pada Temperature... Error! Bookmark not Gambar 3.7 Subsystem Model Perhitungan Arus yang dibangkitkan.... Error! Bookmark not Gambar 3.8 Rangkaian Pada Iph.... Error! Bookmark not Gambar 3.9 Subsystem2 Model Perhitungan Irs.... Error! Bookmark not Gambar 3.10 Rangkaian Pada Irs.... Error! Bookmark not Gambar 3.11 Subsystem3 Perhitungan Arus Saturasi.... Error! Bookmark not Gambar 3.12 Rangkaian Perhitungan Arus Saturasi.... Error! Bookmark not Gambar 3.13 Subsystem5 Total Arus PV.... Error! Bookmark not Gambar 3.14 Rangkaian Total Arus PV.... Error! Bookmark not Gambar 3.15 Hubungan Antara Subsystem-Subsystem.... Error! Bookmark not Gambar 3.16 Perancangan Pada Ipv 1200 Watt... Error! Bookmark not Gambar 3.17 Subsystem PV.... Error! Bookmark not xv

14 Gambar 3.18 Rangkaian Matematis Photovoltaic. Error! Bookmark not Gambar 3.19 Rangkaian Umum Buck Converter.. Error! Bookmark not Gambar 3.20 CCM Operation.... Error! Bookmark not Gambar 3.21 DCM Operation.... Error! Bookmark not Gambar 3.22 Induktor dan Simbol.... Error! Bookmark not Gambar 3.23 kapasitor dan Simbol.... Error! Bookmark not Gambar 3.24 MOSFET dan Simbol.... Error! Bookmark not Gambar 3.25 Dioda dan Simbol.... Error! Bookmark not Gambar 3.26 DC voltage source.... Error! Bookmark not Gambar 3.27 Blok Parameter DC Voltage Source. Error! Bookmark not Gambar 3.28 Blok Parameter Repeating Sequence1... Error! Bookmark not Gambar 3.29 Blok Parameter Constant1.... Error! Bookmark not Gambar 3.30 Rangkaian Duty Cycle.... Error! Bookmark not Gambar 3.31 Blok Parameter Dioda.... Error! Bookmark not Gambar 3.32 Komponen RLC.... Error! Bookmark not Gambar 3.33 Blok Parameter Induktor.... Error! Bookmark not Gambar 3.34 Blok Parameter Kapasitor.... Error! Bookmark not Gambar 3.35 Blok Parameter Resistor.... Error! Bookmark not Gambar 3.36 Desain Rangkaian Buck Converter non-synchronous.... Error! Bookmark not Gambar 3.37 Subsystem5 Rangkaian Buck Converter.... Error! Bookmark not Gambar 3.38 Rangkaian Buck Converter dengan Sumber PV... Error! Bookmark not Gambar 3.39 Blok Rangkaian Sistem PV dengan Buck Converter Non- Synchronous.... Error! Bookmark not xvi

15 Gambar 3.40 Subsystem PWM untuk Sinkronisasi MOSFET.... Error! Bookmark not Gambar 3.41 Rangkaian PWM Sinkronisasi MOSFET... Error! Bookmark not Gambar 3.42 Desain Rangkaian synchronous Buck Converter.. Error! Bookmark not Gambar 3.43 Rangkaian Synchronous Buck Converter dengan Sumber PV. Error! Bookmark not Gambar 3.44 Blok Rangkaian Sistem PV dengan Synchronous buck converter.... Error! Bookmark not Gambar 3.45 Blok Parameter Baterai.... Error! Bookmark not Gambar 3.46 Rangkaian Non-Synchronous Buck Converter dengan Beban Baterai Lead-Acid.... Error! Bookmark not Gambar 3.47 Rangkaian Synchronous Buck Converter dengan Beban Baterai Lead-Acid.... Error! Bookmark not Gambar 4.1 Persamaan antara Arus dan Tegangan.... Error! Bookmark not Gambar 4.2 Persamaan antara Daya dan Tegangan.... Error! Bookmark not Gambar 4.3 persamaan antara Arus dan Tegangan.... Error! Bookmark not Gambar 4.4 Persamaan antara Daya dan Tegangan.... Error! Bookmark not Gambar 4.5 Hasil Grafik dengan Frekuensi 10 khz.... Error! Bookmark not Gambar 4.6 Hasil Grafik dengan Frekuensi 20 khz.... Error! Bookmark not Gambar 4.7 Hasil Grafik dengan Frekuensi 30 khz.... Error! Bookmark not xvii

16 Gambar 4.8 Hasil Grafik dengan Frekuensi 10 khz.... Error! Bookmark not Gambar 4.9 Hasil Grafik dengan Frekuensi 20 khz.... Error! Bookmark not Gambar 4.9 Hasil Grafik dengan Frekuensi 30 khz.... Error! Bookmark not Gambar 4.10 Grafik Perbandingan Efisiensi Daya antara Non-Synchronous dengan Synchronous Buck Converter.... Error! Bookmark not Gambar 4.11 Hasil grafik Sistem PV Non-Synchronous buck converter dengan beban baterai.... Error! Bookmark not Gambar 4.12 Hasil grafik Sistem PV Synchronous buck converter dengan beban baterai.... Error! Bookmark not xviii

17 DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Data Nilai Parameter PV... Error! Bookmark not Tabel 3.2 Nilai Parameter Buck Converter... Error! Bookmark not Tabel 3.3 Parameter Baterai Lead-Acid... Error! Bookmark not Tabel 4.1 Keluaran PV 200 Watt... Error! Bookmark not Tabel 4.2 Keluaran PV 1200 Watt... Error! Bookmark not Tabel 4.1 Hasil simulasi non-synchronous buck converter frekuensi 10 khz.... Error! Bookmark not Tabel 4.2 Hasil simulasi non-synchronous buck converter frekuensi 20 khz..... Error! Bookmark not Tabel 4.3 Hasil simulasi non-synchronous buck converter frekuensi 30 khz.... Error! Bookmark not Tabel 4.4 Hasil simulasi synchronous buck converter frekuensi 10 khz... Error! Bookmark not Tabel 4.5 Hasil simulasi synchronous buck converter frekuensi 20 khz... Error! Bookmark not Tabel 4.6 Hasil simulasi synchronous buck converter frekuensi 30 khz... Error! Bookmark not Tabel 4.7 Hasil simulasi non-synchronous buck converter dengan beban beterai... Error! Bookmark not Tabel 4.7 Hasil simulasi synchronous buck converter dengan beban beterai Error! Bookmark not xix

18 KATA PENGANTAR Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT. Atas limpahan rahmat dan hidayah-nya sehingga peneliti dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul : STUDI ANALISA SYNCHRONOUS RECTIFIER BUCK CONVERTER UNTUK MENINGKATKAN EFISIENSI DAYA PADA SISTEM PV Di dalam tulisan ini disajikan pokok-pokok bahasan yang meliputi dasar teori dari photovoltaic system, konverter DC tipe penurun tegangan, sinkronisasi MOSFET, lead-acid battery, MATLAB dan Simulink. Peneliti menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan tugas akhir ini masih banyak kekurangan dan keterbatasan. Oleh karena itu peneliti mengharapkan saran yang membangun agar tulisan ini bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan kedepan. Malang, 12 April 2017 Penulis vii

19 DAFTAR ISI COVER... i LEMBAR PERSETUJUAN... ii LEMBAR PENGESAHAN... iii LEMBAR PERNYATAAN... iv ABSTRAK... Error! Bookmark not ABSTRACT... Error! Bookmark not LEMBAR PERSEMBAHAN... vii KATA PENGANTAR... vii DAFTAR ISI... viii DAFTAR GAMBAR... xii DAFTAR TABEL... xvi BAB I PENDAHULUAN... Error! Bookmark not 1.1. Latar Belakang... Error! Bookmark not 1.2. Rumusan Masalah... Error! Bookmark not 1.3. Tujuan... Error! Bookmark not 1.4. Batasan Masalah... Error! Bookmark not 1.5. Sistematik Penulisan Laporan... Error! Bookmark not BAB II TINJAUAN PUSTAKA... Error! Bookmark not 2.1 Sel Surya... Error! Bookmark not 2.2 Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor (MOSFET)... Error! Bookmark not Jenis-Jenis MOSFET... Error! Bookmark not Karakteristik MOSFET... Error! Bookmark not Tegangan Ambang (Threshold Voltage)... Error! Bookmark not viii

20 2.3 Konverter DC-DC... Error! Bookmark not Buck converter dengan penyearah dioda... Error! Bookmark not Buck Converter dengan Synchronous Rectifier (SR)Error! Bookmark not 2.4 Battery... Error! Bookmark not Lead-acid battery... Error! Bookmark not Charging Method... Error! Bookmark not 2.5 MATLAB dan Simulink... Error! Bookmark not BAB III PERANCANGAN PEMODELAN SISTEM... Error! Bookmark not 3.1. Diagram Alir Perancangan dan Pembuatan Sistem.. Error! Bookmark not 3.2. Perancangan PV... Error! Bookmark not Penentuan Nilai Parameter PV... Error! Bookmark not Perancangan PV Secara Matematis... Error! Bookmark not Perancangan rangkaian temperature pada PV.. Error! Bookmark not Perancangan untuk mencari Iph... Error! Bookmark not Perancangan untuk mencari Irs... Error! Bookmark not Perancangan untuk perhitungan arus saturasi... Error! Bookmark not Perancangan untuk perhitungan total arus PV.. Error! Bookmark not Menghubungkan semua subsystem yang telah dirancang... Error! Bookmark not Perancangan keluaran output pada PV... Error! Bookmark not ix

21 Penggabungan seluruh rangkaian menjadi satu subsystem.. Error! Bookmark not 3.3. Perancangan DC-DC Converter... Error! Bookmark not Menentukan Nilai Komponen DC-DC Converter... Error! Bookmark not Menetukan nilai duty cycle... Error! Bookmark not Menentukan nilai induktor... Error! Bookmark not Menentukan nilai kapasitor... Error! Bookmark not Menentukan nilai parameter MOSFET yang dipilih... Error! Bookmark not Menentukan nilai parameter dioda... Error! Bookmark not Perancangan DC-DC Converter... Error! Bookmark not Sumber... Error! Bookmark not Duty cycle... Error! Bookmark not Dioda... Error! Bookmark not Induktor... Error! Bookmark not Kapasitor... Error! Bookmark not Resistor... Error! Bookmark not Desain Non-Synchronous Buck Converter... Error! Bookmark not Desain non-synchronous buck converter dengan sumber PV... Error! Bookmark not Desain Synchronous Buck Converter.. Error! Bookmark not Desain synchronous buck converter dengan sumber PV... Error! Bookmark not Sistem PV Menggunakan Beban Baterai... Error! Bookmark not x

22 BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN ANALISA.. Error! Bookmark not 4.1. Hasil Simulasi Desain PV... Error! Bookmark not Hasil Simulasi PV Murni... Error! Bookmark not Hasil Simulasi Peningkatan Daya PV. Error! Bookmark not 4.2. Hasil Simulasi Sistem PV... Error! Bookmark not Hasil Simulasi Sistem PV Dengan Non-Synchronous Buck Converter.... Error! Bookmark not Hasil simulasi sistem PV dengan frekuensi 10 khz... Error! Bookmark not Hasil simulasi sistem PV dengan frekuensi 20 khz... Error! Bookmark not Hasil simulasi sistem PV dengan frekuensi 30 khz... Error! Bookmark not Hasil Simulasi Sistem PV Dengan Synchronous Buck Converter Error! Bookmark not Hasil simulasi sistem PV dengan frekuensi 10 khz... Error! Bookmark not Hasil simulasi sistem PV dengan frekuensi 20 khz... Error! Bookmark not Hasil simulasi sistem PV dengan frekuensi 30 khz... Error! Bookmark not Perbandingan Efisiensi Daya Pada Sistem PV dengan Beban Resistor.... Error! Bookmark not 4.3. Hasil Simulasi Sistem PV dengan Beban Baterai... Error! Bookmark not Hasil Simulasi Sistem PV dengan Non-Synchronous Buck Converter..... Error! Bookmark not xi

23 Hasil Simulasi Sistem PV dengan Synchronous Buck Converter Error! Bookmark not BAB V PENUTUP... Error! Bookmark not 5.1. Kesimpulan... Error! Bookmark not 5.2. Saran... Error! Bookmark not DAFTAR PUSTAKA... viii xii

24 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Skema Efek Photovoltaic... Error! Bookmark not Gambar 2.2 Rangkaian Pengganti Sel Surya... Error! Bookmark not Gambar 2.3 Karakteristik sel Photovoltaic Terhadap Perbedaan Radiasi... Error! Bookmark not Gambar 2.4 Karakteristik Photovoltaic Terhadap Perbedaan Suhu... Error! Bookmark not Gambar 2.5 Simbol Transistor MOSFET Mode Depletion. Error! Bookmark not Gambar 2.6 Simbol Transistor MOSFET Mode Enhancement.. Error! Bookmark not Gambar 2.7 Skematik MOSFET Tipe-n... Error! Bookmark not Gambar 2.8 Grafik Karakteristik MOSFET Arus ID Sebagai Fungsi VDS Dengan Parameter VGS... Error! Bookmark not Gambar 2.9 Grafik Karakteristik Alih Tipe-n Dan Tipe-P.. Error! Bookmark not Gambar 2.10 Rangkaian Topologi Umum Buck Converter. Error! Bookmark not Gambar 2.11 State ON dari Buck Converter... Error! Bookmark not Gambar 2.12 State OFF dari Buck Converter... Error! Bookmark not Gambar 2.13 Gelombang Q1 dan CR1... Error! Bookmark not Gambar 2.14 Grafik Hubungan antara Arus Kapasitor dan Waktu... Error! Bookmark not Gambar 2.15 Rangkaian Topologi Synchronous Buck Converter... Error! Bookmark not Gambar 2.16 Mode Operasi State 1... Error! Bookmark not Gambar 2.17 Mode Operasi State 2... Error! Bookmark not xiii

25 Gambar 2.18 Mode Operasi State 3... Error! Bookmark not Gambar 2.19 Karakteristik Pengisian Arus dan Tegangan pada Constant Voltage Charge... Error! Bookmark not Gambar 3.1 Flowchart Langkah Kerja Perancangan Sistem PV.... Error! Bookmark not Gambar 3.2 Diagram Blok Secara Umum Sistem PV menggunakan nonsynchronous Buck Converter.... Error! Bookmark not Gambar 3.3 Diagram Blok Desain Sistem PV Menggunakan Synchronous Buck Converter.... Error! Bookmark not Gambar 3.4 Rangkaian Skematik Photovoltaic.... Error! Bookmark not Gambar 3.5 Subsystem1 Mengubah Celsius ke Kelvin... Error! Bookmark not Gambar 3.6 Rangkaian pada Temperature... Error! Bookmark not Gambar 3.7 Subsystem Model Perhitungan Arus yang dibangkitkan.... Error! Bookmark not Gambar 3.8 Rangkaian Pada Iph.... Error! Bookmark not Gambar 3.9 Subsystem2 Model Perhitungan Irs.... Error! Bookmark not Gambar 3.10 Rangkaian Pada Irs.... Error! Bookmark not Gambar 3.11 Subsystem3 Perhitungan Arus Saturasi.... Error! Bookmark not Gambar 3.12 Rangkaian Perhitungan Arus Saturasi.... Error! Bookmark not Gambar 3.13 Subsystem5 Total Arus PV.... Error! Bookmark not Gambar 3.14 Rangkaian Total Arus PV.... Error! Bookmark not Gambar 3.15 Hubungan Antara Subsystem-Subsystem.... Error! Bookmark not Gambar 3.16 Perancangan Pada Ipv 1200 Watt... Error! Bookmark not Gambar 3.17 Subsystem PV.... Error! Bookmark not xiv

26 Gambar 3.18 Rangkaian Matematis Photovoltaic. Error! Bookmark not Gambar 3.19 Rangkaian Umum Buck Converter.. Error! Bookmark not Gambar 3.20 CCM Operation.... Error! Bookmark not Gambar 3.21 DCM Operation.... Error! Bookmark not Gambar 3.22 Induktor dan Simbol.... Error! Bookmark not Gambar 3.23 kapasitor dan Simbol.... Error! Bookmark not Gambar 3.24 MOSFET dan Simbol.... Error! Bookmark not Gambar 3.25 Dioda dan Simbol.... Error! Bookmark not Gambar 3.26 DC voltage source.... Error! Bookmark not Gambar 3.27 Blok Parameter DC Voltage Source. Error! Bookmark not Gambar 3.28 Blok Parameter Repeating Sequence1... Error! Bookmark not Gambar 3.29 Blok Parameter Constant1.... Error! Bookmark not Gambar 3.30 Rangkaian Duty Cycle.... Error! Bookmark not Gambar 3.31 Blok Parameter Dioda.... Error! Bookmark not Gambar 3.32 Komponen RLC.... Error! Bookmark not Gambar 3.33 Blok Parameter Induktor.... Error! Bookmark not Gambar 3.34 Blok Parameter Kapasitor.... Error! Bookmark not Gambar 3.35 Blok Parameter Resistor.... Error! Bookmark not Gambar 3.36 Desain Rangkaian Buck Converter non-synchronous.... Error! Bookmark not Gambar 3.37 Subsystem5 Rangkaian Buck Converter.... Error! Bookmark not Gambar 3.38 Rangkaian Buck Converter dengan Sumber PV... Error! Bookmark not Gambar 3.39 Blok Rangkaian Sistem PV dengan Buck Converter Non- Synchronous.... Error! Bookmark not xv

27 Gambar 3.40 Subsystem PWM untuk Sinkronisasi MOSFET.... Error! Bookmark not Gambar 3.41 Rangkaian PWM Sinkronisasi MOSFET... Error! Bookmark not Gambar 3.42 Desain Rangkaian synchronous Buck Converter.. Error! Bookmark not Gambar 3.43 Rangkaian Synchronous Buck Converter dengan Sumber PV. Error! Bookmark not Gambar 3.44 Blok Rangkaian Sistem PV dengan Synchronous buck converter.... Error! Bookmark not Gambar 3.45 Blok Parameter Baterai.... Error! Bookmark not Gambar 3.46 Rangkaian Non-Synchronous Buck Converter dengan Beban Baterai Lead-Acid.... Error! Bookmark not Gambar 3.47 Rangkaian Synchronous Buck Converter dengan Beban Baterai Lead-Acid.... Error! Bookmark not Gambar 4.1 Persamaan antara Arus dan Tegangan.... Error! Bookmark not Gambar 4.2 Persamaan antara Daya dan Tegangan.... Error! Bookmark not Gambar 4.3 persamaan antara Arus dan Tegangan.... Error! Bookmark not Gambar 4.4 Persamaan antara Daya dan Tegangan.... Error! Bookmark not Gambar 4.5 Hasil Grafik dengan Frekuensi 10 khz.... Error! Bookmark not Gambar 4.6 Hasil Grafik dengan Frekuensi 20 khz.... Error! Bookmark not Gambar 4.7 Hasil Grafik dengan Frekuensi 30 khz.... Error! Bookmark not xvi

28 Gambar 4.8 Hasil Grafik dengan Frekuensi 10 khz.... Error! Bookmark not Gambar 4.9 Hasil Grafik dengan Frekuensi 20 khz.... Error! Bookmark not Gambar 4.9 Hasil Grafik dengan Frekuensi 30 khz.... Error! Bookmark not Gambar 4.10 Grafik Perbandingan Efisiensi Daya antara Non-Synchronous dengan Synchronous Buck Converter.... Error! Bookmark not Gambar 4.11 Hasil grafik Sistem PV Non-Synchronous buck converter dengan beban baterai.... Error! Bookmark not Gambar 4.12 Hasil grafik Sistem PV Synchronous buck converter dengan beban baterai.... Error! Bookmark not xvii

29 DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Data Nilai Parameter PV... Error! Bookmark not Tabel 3.2 Nilai Parameter Buck Converter... Error! Bookmark not Tabel 3.3 Parameter Baterai Lead-Acid... Error! Bookmark not Tabel 4.1 Keluaran PV 200 Watt... Error! Bookmark not Tabel 4.2 Keluaran PV 1200 Watt... Error! Bookmark not Tabel 4.1 Hasil simulasi non-synchronous buck converter frekuensi 10 khz.... Error! Bookmark not Tabel 4.2 Hasil simulasi non-synchronous buck converter frekuensi 20 khz..... Error! Bookmark not Tabel 4.3 Hasil simulasi non-synchronous buck converter frekuensi 30 khz.... Error! Bookmark not Tabel 4.4 Hasil simulasi synchronous buck converter frekuensi 10 khz... Error! Bookmark not Tabel 4.5 Hasil simulasi synchronous buck converter frekuensi 20 khz... Error! Bookmark not Tabel 4.6 Hasil simulasi synchronous buck converter frekuensi 30 khz... Error! Bookmark not Tabel 4.7 Hasil simulasi non-synchronous buck converter dengan beban beterai... Error! Bookmark not Tabel 4.7 Hasil simulasi synchronous buck converter dengan beban beterai Error! Bookmark not xviii

30 DAFTAR PUSTAKA [1] Choudhary, Dhananjay, Anmol Ratna Saxena, DC-DC Buck-Converter for MPPT of PV System, Department of Electrical Engineering, Madhav Institute of Technology & Science, Gwalior, India., IJETAE Juli [2] Fuady Babgei, Atar, RANCANG BANGUN MAXIMUM POWER POINT TRACKER (MPPT) PADA PANEL SURYA DENGAN MENGGUNAKAN METODE FUZZY, ITS [3] I Made, Astra, Satwiko, Sidopekso Studi Rancang Bangun Solar Charge Controller dengan Indikator Arus, Tegangan dan Suhu Berbasis Mikrokontroler ATMega 8535, Spektra: Jurnal Fisika dan Aplikasinya, Vol. XI, [4] Taddy, Emmanuel, Vasile Lazarescu Modeling and simulation of a switchmode synchronous buck converter, Department of Applied Electronics, Faculty of Electronics, Telecommunications, and Information Technology, Politehnica University of Bucharest, Bucharest, Romania, 25 October [5] Sutedjo, Zaenal Efendi, Dina Mursyida, Rancang Bangun Modul DC-DC Converter Dengan Pengendali PI, Politeknik Elektronika Negri Surabaya ITS. [6] Shi, Ling-Feng and Wei-Gang Jia, Mode-selectable High-efficiency Lowquiescent Current Synchronous Buck DC-DC Converter, Xidian Univesity, China. May [7] Andromeda, Trias, Mohamad Isnaeni Romadhon, Mochammad Facta, Konverter Arus Searah Ke Arus Searah Tipe Penaik Tegangan Dengan Dan Tanpa Mosfet Sinkronisasi, Departemen Teknik Elektro, Universitas Diponegoro Semarang, 19 Oktober [8] Nema, Savita, R.K.Nema, Gayatri Agnihotri, Matlab/simulink based study of photovoltaic cells/modules/array and their experimental verification, International Journal Of Energy And Environment, Volume 1, Issue

31 [9] Darmawansyah, Agung, Analisis Dan Perancangan Integrated Circuit AND OR Inverter (AOI) Berteknologi HCMOS (High Speed Complementary Meteal Oxide Semiconductor) Teknik Elektro, Universitas Brawijaya Malang. [10] Joseph, Nimmy, Control and Analysis of Synchronous Rectifier Buck Converter for ZVS in Light Load Condition, Assistant Professor, Dept. of Electrical and Electronics Engineering, Dayananda Sagar Academy of Technology and Management, Bangalore, India June [11] Hasan, Umar, Ir. Dedid Cahya H.,MT, SISTEM CHARGING BATERAI PADA PERANCANGAN MOBIL HYBRID Teknik Elektronika, Politeknik Negeri Surabaya. 82