SIMULASI RANCANG BANGUN PLTS MENGGUNAKAN MAXIMUM POWER POINT TRACKING (MPPT) DENGAN LOGIKA FUZZY TUGAS AKHIR Diajukan Guna Memenuhi Persyaratan Untuk Mencapai Derajat Strata - 1 Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Disusun Oleh : Andrea Gilli Pratama 20140120096 PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA YOGYAKARTA 2021
MOTTO Aku sudah pernah merasakan semua kepahitan dalam hidup dan yang paling pahit ialah berharap kepada manusia -Ali bin Abi Thalib- Angin tidak berhembus untuk menggoyangkan pepohonan, melainkan untuk menguji kekuatan akarnya -Ali bin Abi Thalib- Jangan takut jatuh, karena yang tidak memanjatlah yang tidak pernah jatuh -Buya Hamka- Jika anda tidak dapat melakukan hal-hal besar, lakukan hal-hal kecil dengan cara yang hebat -Napoleon Hill- v
HALAMAN PERSEMBAHAN Puji syukur kehadirat Allah SWT atas berkah rahmat, dan hidayah-nya memberikan penulis nikmat kesempatan, waktu, kesehatan, kesabaran dan kekuatan, sehingga memudahkan penulis untuk menyelesaikan tugas akhir ini. Dan shalawat serta salam semoga tercurahkan kepada Nabi Muhammad SAW yang telah memperjuangkan islam dan menuntun kita pada jalan yang di ridhoi Allah SWT. Dengan penuh rasa syukur, tugas akhir ini penulis persembahkan kepada: 1. Teristimewa untuk bapak dan ibu tercinta yang selalu memberikan do a, motivasi, semangat serta dorongan finansial untuk memenuhi setiap kebutuhan penulis dalam mengerjakan tugas akhir ini. Semoga Allah SWT membalas seluruh kebaikan mereka. 2. Adik dan seluruh keluarga yang selalu mendukung dan memotivasi kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik. 3. Teman-teman kontrakan, rafiqy, rifky, yoga, raha dian, endra shil, adit, ari, akbar, wisnu, fahrian, dimas, yoki, feri t, dan hafiz yang saling memberikan dukungan setiap harinya. 4. Teman-teman teknik elektro kelas B 2014 yang menjadi teman seperjuangan semasa menjalani perkuliahan. vi
KATA PENGANTAR Assalamu alaikum, Wr. Wb. Puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala nikmat rahmat, karunia, taufik, dan hidayah-nya sehingga memudahkan penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini dengan judul SIMULASI RANCANG BANGUN PLTS MENGGUNAKAN MAXIMUM POWER POINT TRACKING (MPPT) DENGAN LOGIKA FUZZY. Penulisan tugas akhir/skripsi ini diajukan guna memenuhi salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan pada jenjang Program Studi S-1 Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Yogyakarta. Penulisan skripsi ini tidak lepas dari hambatan dan permasalahan yang dihadapi, namun berkat bantuan, bimbingan, serta dorongan semangat baik secara langsung maupun tidak langsung dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan terimakasih kepada: 1. Ayah dan Ibu, Bapak Agus Suparno dan Ibu Ning Kusmirahayu atas segala dukungan, doa, nasihat, saran,semangat serta kasih sayang yang tak terukur besarnya, sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir/skripsi ini dengan lancar. 2. Adikku Gita Restika serta saudara tercinta, yang selalu memotivasi dan mendukung untuk dapat menyelesaikan tugas akhir ini. 3. Bapak Dr. Ir. Gunawan Budiyanto, MP. Selaku Rektor Universitas Muhammadiyah Yogyakarta. 4. Bapak Jaza ul Ikhsan, S.T., M.T., Ph.D. selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Yogyakarta. 5. Bapak Dr. Romadoni Syahputra, S.T., M.T., IPM selaku Ketua Program Studi Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Yogyakarta sekaligus Dosen Pembimbing pertama dan Bapak Widasmoro, S.T., M.Sc. selaku Dosen Pembimbing kedua yang selalu sabar dan mau meluangkan waktunya untuk vii
membimbing, memberikan masukan, dan pengalaman yang sangat berharga dalam penulisan tugas akhir ini. Semoga Allah membalas seluruh kebaikan mereka. 6. Bapak Kunnu Purwanto S.T., M.Eng selaku Dosen Penguji. 7. Bapak Prof. L Umanand yang memberikan ilmu untuk penyelesaian tugas akhir ini. 8. Kepada semua teman-teman di kontrakan yang saling memberikan dukungan setiap harinya. 9. Teman-teman selama proses perkuliahan, yang telah mengisi keseharian penulis. 10. Seluruh dosen di Jurusan Teknik Elektro UMY yang dengan sabar membimbing dan mendidik mahasiswanya dan telah memberikan kami segala ilmu yang bermanfaat dan tak ternilai harganya. 11. Semua pihak dan teman-teman yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu terimakasih yang sebesar-besarnya atas dukungan dan motivasinya. Penulis menyadari bahwa dalam penulisan tugas akhir ini jauh dari kata sempurna karena keterbatasan kemampuan serta pengetahuan penulis, sehingga diharapkan adanya kritik dan saran yang membangun. Akhir kata, semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua pihak dan dapat dijadikan referensi pada penelitian selanjutnya. Yogyakarta, 20 Januari 2021 Penulis Andrea Gilli Pratama viii
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL...i HALAMAN PENGESAHAN I...ii HALAMAN PENGESAHAN II...iii HALAMAN PERNYATAAN...iv HALAMAN PERSEMBAHAN...vi KATA PENGANTAR...vii INTISARI...ix ABSTRACK...x DAFTAR ISI...xi DAFTAR GAMBAR...xiii DAFTAR TABEL...xv BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang...1 1.2. Rumusan Masalah...2 1.3. Tujuan Penelitian...2 1.4. Batasan Masalah...3 1.5. Manfaat Penelitian...3 1.6. Sistematika Penulisan Tugas Akhir...3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI 2.1. Tinjauan Pustaka...5 2.2. Dasar Teori...6 2.2.1. Pembangkit Listrik Tenaga Surya...6 2.2.2. Maximum Power Point Tracking...12 2.2.3. Logika Fuzzy...16 BAB III METODE PENELITIAN 3.1. Sumber Data...21 3.2. Alat dan Bahan Penelitian...21 3.3. Alur Penelitian...22 xi
BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN 4.1. DC-DC Konverter Boost...27 4.2. Kontrol Logika Fuzzy...29 4.3. Pengujian Sistem Yang Dibangun...32 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan...45 5.2. Saran...45 DAFTAR PUSTAKA...46 LAMPIRAN xii
DAFTAR GAMBAR Gambar. 2.1. Instalasi Pembangkit Listrik Tenaga Surya...6 Gambar. 2.2. Prinsip Kerja Solar Panel...7 Gambar. 2.3. Rangkaian Ekivalen Solar Panel...8 Gambar. 2.4. Rangkaian Boost Konverter...9 Gambar. 2.5. Skema Boost Konverter Beserta Keluarannya...10 Gambar. 2.6. Gelombang Keluaran Boost Konverter...11 Gambar. 2.7. Algoritma Perturb and Observe...14 Gambar. 2.8. Algoritma Incremental Conductance...15 Gambar. 2.9. Diagram Proses Pada Logika Fuzzy...16 Gambar. 3.1. Diagram Alur Penelitian...22 Gambar. 4.1. Spesifikasi PV Array...25 Gambar. 4.2. Kurva Karakteristik PV Array 25C Dengan Variasi Iradiasi...26 Gambar. 4.3. Rangkaian Boost Konverter Matlab...27 Gambar. 4.4. Blok Sistem Input dan Output dari Logika Fuzzy...29 Gambar. 4.5. Fuzzy Logic Toolbox Matlab...30 Gambar. 4.6. Membership Function E...30 Gambar. 4.7. Membership Function CE...31 Gambar. 4.8. Membership Function D...31 Gambar. 4.9. Blok Sistem keseluruhan pv mppt dan non mppt (konvensional) Gambar. 4.10. Variasi sinyal iradiasi...33 Gambar. 4.11. Grafik transfer daya pada beban 5 Ω...34 Gambar. 4.12. Grafik transfer daya pada beban 10 Ω...34 Gambar. 4.13. Grafik transfer daya pada beban 50 Ω...35 Gambar. 4.14. Grafik transfer daya pada beban 100 Ω...35 Gambar. 4.15. Grafik transfer daya pada beban 200 Ω...36 Gambar. 4.16. Grafik transfer daya pada beban 500 Ω...36 Gambar. 4.17. Grafik transfer daya pada beban 1000 Ω...37 Gambar. 4.18. Grafik balok perbandingan seluruh daya terhadap daya maksimum pv pada beban 5 Ω...38 xiii
Gambar. 4.19. Grafik balok perbandingan seluruh daya terhadap daya maksimum pv pada beban 10 Ω...38 Gambar. 4.20. Grafik balok perbandingan seluruh daya terhadap daya maksimum pv pada beban 50 Ω...39 Gambar. 4.21. Grafik balok perbandingan seluruh daya terhadap daya maksimum pv pada beban 100 Ω...39 Gambar. 4.22. Grafik balok perbandingan seluruh daya terhadap daya maksimum pv pada beban 200 Ω...40 Gambar. 4.23. Grafik balok perbandingan seluruh daya terhadap daya maksimum pv pada beban 500 Ω...40 Gambar. 4.24. Grafik balok perbandingan seluruh daya terhadap daya maksimum pv pada beban 1000 Ω...41 xiv
DAFTAR TABEL Tabel. 4.1. Fuzzy Rule Base...32 Tabel. 4.2. Spesifikasi PV Array...41 xv