Pemodelan dan Simulasi Panel Surya Dengan Teknik MPPT

dokumen-dokumen yang mirip
PEMODELAN DAN SIMULASI POMPA AIR DC TENAGA SURYA

PEMODELAN DAN SIMULASI MAXIMUM POWER POINT TRACKER

BAB I PENDAHULUAN. Kebutuhan akan sumber energi listrik terus meningkat seiring meningkatnya

Simulasi Maximum Power Point Tracking pada Panel Surya Menggunakan Simulink MATLAB

Desain Maximum Power Point Tracking (MPPT) pada Panel Surya MenggunakanMetode Sliding Mode Control

BAB I PENDAHULUAN. sumber energi tenaga angin, sumber energi tenaga air, hingga sumber energi tenaga

Hari Agus Sujono a), Riny Sulistyowati a), Agus Budi Rianto a)

Perbandingan Efisiensi Energi Pengontrol T2FSMC dan Pid pada Prototype Panel Surya

BAB II SEL SURYA. Simulator algoritma..., Wibeng Diputra, FT UI., 2008.

IMPLEMENTASI MAXIMUM POWER POINT TRACKER (MPPT) UNTUK OPTIMASI DAYA PADA PANEL SURYA BERBASIS ALGORITMA INCREMENTAL CONDUCTANCE

BAB I PENDAHULUAN 1.1 L atar Belakang Masalah

BAB III ALGORITMA PENDETEKSI KERUSAKAN MODUL SURYA

BAB 1 PENDAHULUAN. 1.1.Latar Belakang

Pemodelan Kurva I(V) Normal Light dan Dark Current Modul PV Untuk Menentukan Unjuk Kerja Solar Sel

SIMULASI MAXIMUM POWER POINT TRACKING (MPPT) PANEL SURYA MENGGUNAKAN PERTURB AND OBSERVE SEBAGAI KONTROL BUCK-BOOST CONVERTER Mochamad Firman Salam

Perbaikan Variabel Step Size MPPT pada Aplikasi Panel Surya untuk Perubahan Iradiasi Matahari yang Cepat

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Bab II LANDASAN TEORI

Simulasi Sel Surya Model Dioda dengan Hambatan Seri dan Hambatan Shunt Berdasarkan Variasi Intensitas Radiasi, Temperatur, dan Susunan Modul

PENGARUH FILTER WARNA KUNING TERHADAP EFESIENSI SEL SURYA ABSTRAK

PERBEDAAN EFISIENSI DAYA SEL SURYA ANTARA FILTER WARNA MERAH, KUNING DAN BIRU DENGAN TANPA FILTER

PENGEMBANGAN SISTEM PENGUKUR KARAKTERISTIK I-V SEL SURYA DALAM KEADAAN PENYINARAN DAN TANPA PENYINARAN

LAMPIRAN 1 CATU DAYA TRANSFORMATOR RANGKAIAN SENSOR ARUS SENSOR DAYA. Gambar 1. Realisasi alat

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

EVALUASI NILAI TAHANAN INTERNAL MODUL PANEL FOTOVOLTAIK (PV) BERDASARKAN PEMODELAN KURVA I(V) NORMAL LIGHT DAN DARK CURRENT

BAB I PENDAHULUAN. Energi listrik adalah energi yang mudah dikonversikan ke dalam bentuk

DESAIN BUCK-BOOST CHOPPER SEBAGAI MPPT BERBASIS MIKROKONTROLER. Slamet Riyadi, Fl. Budi Setiawan Teknik Elektro Unika Soegijapranata Semarang

STUDI TERHADAP UNJUK KERJA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA 1,9 KW DI UNIVERSITAS UDAYANA BUKIT JIMBARAN

NASKAH PUBLIKASI KAJIAN POTENSI PEMBANGKIT LISTRIK ENERGI SURYA DALAM MENUNJANG PROGRAM AGROPOLITAN DI PROVINSI GORONTALO SKRIPSI.

BAB I PENDAHULUAN. manusia.dari kebutuhan yang sifatnya mendasar seperti untuk kebutuhan rumah

Rancang Bangun Prototipe Emulator Sel Surya Menggunakan Buck Converter Berbasis Arduino

Kata kunci : Arsitektur Bali, Panel surya, rangkaian seri, rangkaian paralel.

STUDI ORIENTASI PEMASANGAN PANEL SURYA POLY CRYSTALLINE SILICON DI AREA UNIVERSITAS RIAU DENGAN RANGKAIAN SERI-PARALEL

Available online at Website

Uji Karakteristik Sel Surya pada Sistem 24 Volt DC sebagai Catudaya pada Sistem Pembangkit Tenaga Hybrid

Jurnal Teknik Energi, Vol 1, No 2, Oktober 2011 ISSN:

PENGARUH SERAPAN SINAR MATAHARI OLEH KACA FILM TERHADAP DAYA KELUARAN PLAT SEL SURYA

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

TUGAS AKHIR. Studi Performansi Photovoltaic (PV) Dihubung Seri dan Paralel

Muchammad, Eflita Yohana, Budi Heriyanto. Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Diponegoro. Phone: , FAX: ,

STUDI EKSPERIMENTAL PENGARUH SUDUT KEMIRINGAN TERHADAP PERPINDAHAN KALOR PADA MODUL PHOTOVOLTAIC UNTUK MENINGKATKAN DAYA KELUARAN

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

Sistem MPPT Untuk PV dan Inverter Tiga Fasa yang Terhubung Jala-Jala Menggunakan Voltage-Oriented Control

MEMAKSIMALKAN KONVERSI ENERGI PV MODULE BERDASARKAN KURVA KARAKTERISTIK PADA LERENG TEGANGAN

BAB I Pendahuluan. 1.1 Latar Belakang

PERANCANGAN SET UP KARAKTERISASI PANEL SURYA

KOMPARASI ENERGI SURYA DENGAN LAMPU HALOGEN TERHADAP EFISIENSI MODUL PHOTOVOLTAIC TIPE MULTICRYSTALLINE

PERANCANGAN KONVERTER ARUS SEARAH TIPE CUK YANG DIOPERASIKAN UNTUK PENCARIAN TITIK DAYA MAKSIMUM PANEL SURYA BERBASIS PERTURB AND OBSERVE

PERANCANGAN ALAT PENYEMPROT HAMA TANAMAN TIPE KNAPSACK BERBASIS SOLAR PANEL 20 WP

PENGARUH SUHU PADA MODUL 100Wp MENGGUNAKAN PEMODELAN DAN SIMULASI 36 SEL PHOTOVOLTAIC

1 BAB I PENDAHULUAN. Dalam kehidupan sehari-hari, listrik telah menjadi salah satu kebutuhan

ANALISIS PERBANDINGAN OUTPUT DAYA LISTRIK PANEL SURYA SISTEM TRACKING DENGAN SOLAR REFLECTOR

BAB III ANALISA DAN PERANCANGAN

Kendali Sistem Pengisi Baterai Tenaga Surya Metode Incremental Conductance Berbasis Mikrokontrol

BAB I PENDAHULUAN. Dengan kebutuhan akan energi listrik yang terus meningkat dan semakin

Prof.Dr. Ir. Mochamad Ashari, M.Eng. Vita Lystianingrum B.P, ST., M.Sc.

PENAMBAHAN INDUKTOR SECARA SERI DENGAN EKSITASI KAPASITOR PADA GENERATOR INDUKSI SEKALIGUS MEREDAM HARMONISA

BAB 1 PENDAHULUAN. energi listrik yang ada di Indonesia. Dengan meningkatnya kebutuhan akan

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

BAB I PENDAHULUAN. PLN, di ganti menjadi kwh meter digital yang dapat memberikan nilai lebih

MODUL 1 GEJALA TRANSIEN

Muhamad Fahri Iskandar Teknik Mesin Dr. RR. Sri Poernomo Sari, ST., MT

PENINGKATAN EFISIENSI MODUL SURYA 50 WP DENGAN PENAMBAHAN REFLEKTOR

BAB V VALIDASI DAN ANALISIS HASIL SIMULASI MODEL SEL BAHAN BAKAR MEMBRAN PERTUKARAN PROTON

Rancang Bangun Sistem Kontrol Panel Surya Dua Dimensi Berbasis Arduino

Analisis Performa Modul Solar Cell Dengan Penambahan Reflector Cermin Datar

EVALUASI PENGARUH CUACA TERHADAP KEANDALAN SISTEM DISTRIBUSI

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. Konversi energi dari cahaya matahari menjadi energi listrik dilakukan oleh

SMP kelas 9 - FISIKA BAB 2. RANGKAIAN LISTRIK DAN SUMBER ENERGI LISTRIKLatihan Soal 2.5

BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Wida Lidiawati, 2014

SIMULATOR ALGORITMA PENDETEKSI KERUSAKAN MODUL SURYA PADA RANGKAIAN MODUL SURYA TESIS

Oleh : Aries Pratama Kurniawan Dosen Pembimbing : Prof. Dr.Ir. Mochamad Ashari, M.Eng Vita Lystianingrum ST., M.Sc

Olimpiade Sains Nasional 2009 Eksperimen Fisika Hal 1 dari 18. Olimpiade Sains Nasional Eksperimen Fisika Agustus 2009 Waktu 4 Jam

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang

Materi 3: Teori Dioda

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

RANGKAIAN SERI-PARALEL

HASIL KELUARAN SEL SURYA DENGAN MENGGUNAKAN SUMBER CAHAYA LIGHT EMITTING DIODE

UNIVERSITAS INDONESIA SIMULASI DAN VERIFIKASI MODUL SURYA TERHUBUNG CONVERTER PADA JARINGAN LISTRIK SEARAH DENGAN MENGGUNAKAN MATLAB SIMULINK SKRIPSI

Analisis Performansi Kolektor Surya Pemanas Air Dengan Pelat Kolektor Bentuk-V

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

SISTEM MAXIMUM POWER POINT TRACKER (MPPT) DENGAN KONVERTER DC-DC TIPE BOOST MENGGUNAKAN LOGIKA FUZZY UNTUK PANEL SURYA SKRIPSI

BAB I PENDAHULUAN. I.I Latar Belakang

Ringkasan untuk Pembuat Kebijakan

TUGAS AKHIR ANALISIS PERBANDINGAN KARAKTERISTIK PANEL SURYA BERDASARKAN MATERIAL PENYUSUN DAN INTENSITAS CAHAYA. Diajukan untuk memenuhi persyaratan

Perbandingan Konverter CUK dan SEPIC Untuk Pelacakan Titik Daya Maksimum Berbasis Panel Surya

Jurnal Ilmiah TEKNIKA ISSN: STUDI PENGARUH PENGGUNAAN BATERAI PADA KARAKTERISTIK PEMBANGKITAN DAYA SOLAR CELL 50 WP

RANCANG BANGUN MAXIMUM POWER POINT TRACKER (MPPT) PADA PANEL SURYA DENGAN MENGGUNAKAN METODE FUZZY

ELEKTRONIKA. Bab 1. Pengantar

5 HASIL DAN PEMBAHASAN

Robot Bergerak Penjejak Jalur Bertenaga Sel Surya

BAB I PENDAHULUAN. dilihat dari teknologi yang terus berkembang [1]. seperti halnya teknologi mobil

KARAKTERISASI PANEL SURYA MODEL SR-156P-100 BERDASARKAN INTENSITAS CAHAYA MATAHARI. Oleh NORA ADITIYAN. Skripsi

Olimpiade Sains Nasional Eksperimen Fisika Agustus 2009 Waktu 4 Jam

BAB IV PENGOLAHAN DATA DAN VALIDASI

BAB 4 ANALISIS DAN BAHASAN

DAFTAR ISI. PERNYATAAN BEBAS PLAGIARISME... ii. HALAMAN PENGESAHAN... iii. HALAMAN TUGAS... iv. HALAMAN PERSEMBAHAN... v. HALAMAN MOTO...

Olimpiade Sains Nasional 2009 Eksperimen Fisika Hal 1 dari 13. Olimpiade Sains Nasional Eksperimen Fisika Agustus 2009 Waktu 4 Jam

OPTIMALISASI SEL SURYA MENGGUNAKAN MAXIMUM POWER POINT TRACKER (MPPT) SEBAGAI CATU DAYA BASE TRANSCEIVER STATION (BTS)

KONVERSI ENERGI CAHAYA MATAHARI MENJADI ENERGI LISTRIK MENGGUNAKAN DIODA SILIKON 6A10 MIC. Retno Wulandari*, Maksi Ginting, Antonius Surbakti

Transkripsi:

Pemdelan dan Simulasi Panel Surya Dengan eknik MPP Mhammad aufik Departemen eknik Elektr FMPA Universitas Padjadjaran e-mail : m.taufik@unpad.ac.id Nendi Suhendi Syafei, Bernard Y umbelaka Departemen eknik Elektr FMPA Universitas Padjadjaran Abstrak Makalah ini menyajikan pemdelan dan simulasi panel surya dengan teknik maximum pwer pint tracker (MPP). Panel surya dimdelkan dengan rangkaian yang terdiri atas sumber arus, dida, dan resistansi seri. Dua algritma MPP yaitu Perturb & Observe (P&O) dan ncremental Cnductance (nccnd) disimulasikan dengan menggunakan Matlab dan Simulink dengan data radiasi yang sebenarnya. Hasil simulasi menunjukkan efisiensi 99,% untuk algritma P&O dan 99,4% untuk algritma nccnd. Hasil memvalidasi bahwa MPP dapat secara signifikan meningkatkan efisiensi panel surya dibandingkan dengan tanpa MPP. Kata Kunci: energi terbarukan, algritma MPP, efisiensi. Abstract his paper presents mdeling and simulatin f a slar panels with maximum pwer pint tracker (MPP) technique. he mdel cnsists f a current surce, a dide, and a series resistance. w MPP algrithms are the Perturb & Observe (P & O) and ncremental Cnductance (nccnd) simulated using Matlab and Simulink with actual irradiance data. he simulatin results shw the efficiency f 99.% fr the P&O algrithm and 99.4% fr the nccnd algrithm. he results further validate that MPP can significantly imprve efficiency f slar panels cmpared t withut MPP. Keywrds: renewable energy, MPP algrithms, efficiency. PENDAHULUAN Beberapa permasalahan energi listrik di ndnesia, antara lain : (a) Knsumsi energi listrik terus meningkat yaitu sebesar 7% per tahun [1]. Meningkatnya kebutuhan masyarakat akan energi listrik ternyata tidak diimbangi dengan prduksi listrik yang memadai. (b) Rasi elektrifikasi tahun 2015 baru mencapai 85,1% [1]. Pelayanan listrik baru menjangkau pemukiman di perktaan, sementara wilayah pedesaan masih banyak yang belum terjangkau listrik. Energi Baru erbarukan (EB) merupakan sumber energi alternatif yang dapat menggantikan energi fsil yang jumlahnya semakin berkurang. Pemanfaatan EB bertujuan sebagai upaya mitigasi dampak emisi karbn yang menyebabkan pemanasan glbal, upaya mitigasi resik gejlak kenaikan harga minyak dunia, dan upaya untuk sekuriti penyediaan listrik bagi generasi mendatang. EB lebih secure dan lebih tinggi envirnmental sustainabilitynya. Salah satu sumber EB yang banyak dimiliki ndnesia adalah energi surya. Energi surya dapat diknversi menjadi energi listrik dengan menggunakan panel surya. Penelitian ini telah memdelkan dan mensimulasikan efisiensi panel surya dengan menggunakan teknik MPP (Maximum Pwer Pint racker). MEODE Panel Surya yang dipilih adalah sel surya 72 multi-kristal silikn susunan seri yang memberikan daya maksimum 150 W [2]. Penelitian lain menunjukkan mdel listrik dari panel surya dengan kmpleksitas mderat, yang ditunjukkan pada Gambar 1, memberikan hasil yang sangat akurat []. Mdel ini terdiri atas sumber arus ( SC), dida (D), dan resistansi seri (R S). Pengaruh resistansi paralel (R P) sangat kecil sehingga dapat diabaikan. Untuk membuat mdel yang lebih baik, harus menyertakan efek suhu pada saat arus hubung singkat ( SC) dan arus saturasi balik dida ( 0 ). ni menggunakan dida tunggal dengan faktr dida ideal (n) yang mengatur untuk mencapai kurva -V yang terbaik. Page 6

Gambar 1. Rangkaian Ekuivalen digunakan dalam simulasi Matlab Persamaan berikut ini menjelaskan hubungan arus-tegangan dari sel surya [] : V R s q nk e 1 (1) dengan: adalah arus sel = arus mdul, V adalah tegangan sel = {mdul tegangan} {# sel dalam seri}, adalah suhu sel dalam Kelvin. Arus hubung singkat ini ( SC ) pertama kali dihitung pada suhu sel yang diberikan () : 1 a (2) dengan: SC di diberikan dalam datasheet (diukur dalam radiasi 1000 W/m 2 ), merupakan suhu erensi sel surya dalam Kelvin, biasanya 298K (25 0 C), dan kefisien suhu SC dalam perubahan persen per derajat suhu juga diberikan dalam datasheet. Arus hubung singkat ( SC ) sebanding dengan jumlah radiasi. SC pada radiasi yang diberikan (G) adalah : G () G G G dengan: G 0 adalah nilai nminal radiasi, yang biasanya 1 KW/m 2. Arus balik saturasi dida ( 0 ) pada suhu acuan ( ) diberikan di bawah ini dengan menambahkan faktr dida ideal : (4) qvc / nk ( e 1) Arus balik saturasi ( 0 ) tergantung suhu dan 0 pada temperatur tertentu () dihitung dengan persamaan : qeg 1 1 nk n e (5) Faktr dida ideal (n) tidak diketahui dan harus diestimasi. Dibutuhkan nilai antara satu dan dua. Namun, nilai n = 1 (untuk dida ideal) digunakan sampai nilai lebih akurat diperkirakan leh kurva fitting. Efek dari berbagai faktr ideal disimulasikan di Matlab seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2. Resistansi seri (R S ) dari mdul surya memiliki dampak besar pada kemiringan kurva -V mendekati tegangan rangkaian terbuka (V OC ), seperti yang ditunjukkan pada Gambar. Oleh karena itu, nilai R S dihitung dengan mengevaluasi kemiringan kurva -V di V OC. Persamaan untuk R S berasal : nk q d R s (6) dv e V Rs q nk Untuk tegangan rangkaian terbuka, V = V OC (juga = 0) : dv nk q Rs (7) qvc d Vc nk e Page 7

5 4.5 n=1 5 4.5 4 n=2 4.5.5 Rs=0 Mdule Current (A) 2.5 2 1.5 Mdule Current (A) 2.5 2 1.5 Rs=5 mohm Rs=10 mohm Rs=15 mohm 1 1 0.5 0.5 0 0 5 10 15 20 25 0 5 40 45 Mdule Vltage (V) 0 0 5 10 15 20 25 0 5 40 45 Mdule Vltage (V) Gambar 2. Pengaruh faktr dida ideal Gambar. Pengaruh resistansi seri Akhirnya, persamaan karakteristik -V terpecahkan. Slusinya bersifat rekursif dengan dimasukkannya resistansi seri dalam mdel. Metde Newtn dipilih untuk mencapai slusi knvergensi seperti yang ditunjukkan di bawah ini : n1 n n 1 e q Rs nk V n Rs q nk e 1 V n Rs q nk (8) Gambar 4 menunjukkan karakteristik -V dari berbagai suhu panel surya dengan simulasi Matlab dan memberikan hubungan yang sesuai untuk data dari datasheet pabrikan. Gambar 5 menggambarkan titik pada kurva -V yang menghasilkan daya maksimum. itik ini disebut titik daya maksimum (MPP), di mana mdul berperasi dengan efisiensi maksimum dan menghasilkan daya utput maksimum. Hal ini dimungkinkan untuk menvisualisasikan psisi MPP dengan tepat pada persegi panjang terbesar dalam kurva -V seperti yang diilustrasikan pada Gambar 6, dan wilayahnya sama dengan daya utput yang merupakan perkalian dari tegangan dan arus. ni menunjukkan bahwa jumlah listrik yang dihasilkan leh mdul surya sangat bervariasi tergantung pada kndisi perasi. Gambar 4. Kurva -V untuk berbagai suhu Gambar 5. Simulasi kurva -V panel surya Page 8

HASL DAN PEMBAHASAN Gambar 6. Hubungan -V dan P-V panel surya Psisi MPP dalam kurva -V tidak diketahui sebelumnya dan selalu berubah secara dinamis, tergantung pada radiasi dan suhu. Oleh karena itu, MPP perlu dilacak dengan algritma. Ada beberapa metde yang telah diusulkan. Di antara algritma yang berbeda adalah Perturb & Observe (P & O) dan ncremental Cnductance (nccnd). Pada hari yang cerah, perubahan tingkat radiasi secara bertahap karena tidak ada pengaruh awan. Pelacakan MPP seharusnya mudah. Seperti ditunjukkan dalam Gambar 7, kedua algritma mencari dan mempertahankan titik perasi panel surya sangat dekat dengan MPP tanpa banyak perbedaan dalam kinerja. Pada hari berawan, tingkat radiasi berubah cepat karena awan yang lewat. Pelacakan MPP seharusnya menantang. Gambar 8 menunjukkan jejak titik perasi panel surya untuk algritma (a) P & O dan (b) nccnd. Untuk kedua algritma, penyimpangan titik perasi dari MPP lebih jelas jika dibandingkan dengan hasil pada hari yang cerah. Gambar 8 menunjukkan bahwa algritma P & O memiliki penyimpangan sedikit lebih besar secara keseluruhan dan beberapa perilaku tidak menentu (seperti deviasi besar ditunjukkan leh panah merah). Hasil simulasi menunjukkan efisiensi 99,% untuk algritma P & O dan 99,4% untuk algritma nccnd. Hasil eksperimen menunjukkan masingmasing 96,5% dan 97,0% untuk hari berawan. Gambar 7. Pelacakan MPP pada hari yang cerah Page 9

PENUUP Gambar 8. Pelacakan MPP pada hari berawan Simpulan Simulasi mdel yang dikembangkan dari sistem menunjukkan bahwa mdel panel surya menggunakan rangkaian ekuivalen dalam kmpleksitas mderat memberikan pencckan baik dengan panel surya nyata. Selanjutnya, simulasi juga dilakukan untuk membandingkan dua algritma MPP menggunakan data radiasi yang sebenarnya dalam dua kndisi cuaca yang berbeda. Algritma nccnd menunjukkan lebih baik kinerja dalam hal efisiensi dibandingkan dengan algritma P & O di bawah kndisi cuaca berawan. Hasil memvalidasi manfaat dari MPP yang secara signifikan dapat meningkatkan efisiensi prduksi energi dari panel surya dibandingkan dengan sistem tanpa MPP. DAFAR PUSAKA http://energitday.cm/2015/08/2015-rasi-elektrifikasi-capai-851/ (akses 2 Januari 2016) UNEP Water Plicy and Strategy (viewed n www.unep.rg/dpdl/water/, August 2005) hmpsn, Marry A. Reverse-Osmsis Desalinatin f Seawater Pwered by Phtvltaics Withut Batteries Dctral hesis, Lughbrugh University, 200 Page 10