Optimasi Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Angin Menggunakan Maximum Power Point Tracker (MPPT) dengan Metode Gradient Approximation

dokumen-dokumen yang mirip
Dimana ρ = kerapatan udara (biasanya 1.22 kg/m 3 ) λ = tip-speed ratio β = pitch angle (dalam derajat) Cp = koefisien daya dari wind turbine

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

1 BAB I PENDAHULUAN. Selama ini sumber energi utama yang dikonversi menjadi energi listrik

Optimalisasi Daya Pembangkit Listrik Tenaga Angin Turbin Sumbu Horizontal dengan Menggunakan Metode Maximum Power Point Tracker

Desain Boosting MPPT Tiga Level untuk Distributed Generation Tiga Fasa Presented by: Hafizh Hardika Kurniawan

PENGGUNAAN TEKNOLOGI MPPT (MAXIMUM POWER POINT TRACKER) PADA SISTEM PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA ANGIN (PLTB)

APLIKASI METODE HILL-CLIMB SEARCH UNTUK EKSTRAKSI DAYA MAKSIMUM PADA SISTEM KONVERSI ENERGI ANGIN

Maximum Power Point Tracking (MPPT) Pada Variable Speed Wind Turbine (VSWT) Dengan Permanent Magnet Synchronous Generator

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

DESAIN SISTEM HIBRID PHOTOVOLTAIC-BATERAI MENGGUNAKAN BI-DIRECTIONAL SWITCH UNTUK CATU DAYA KELISTRIKAN RUMAH TANGGA 900VA, 220 VOLT, 50 HZ

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

BAB I Pendahuluan. 1.1 Latar Belakang

Maximum Power Point Tracking (MPPT) Pada Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Angin Menggunakan Buck-Boost Converter

PERANCANGAN STAND ALONE PV SYSTEM DENGAN MAXIMUM POWER POINT TRACKER (MPPT) MENGGUNAKAN METODE MODIFIED HILL CLIMBING

DESAIN DAN IMPLEMENTASI MAXIMUM POWER POINT TRACKER (MPPT) MIKROKONTROLLER AVR. Dosen Pembimbing

DESAIN DAN IMPLEMENTASI MULTI-INPUT KONVERTER DC-DC PADA SISTEM TENAGA LISTRIK HIBRIDA PV/WIND

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

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

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

ISSN : e-proceeding of Engineering : Vol.3, No.2 Agustus 2016 Page 1375

Desain Maximum Power Point Tracking untuk Turbin Angin Menggunakan Modified Perturb & Observe (P&O) Berdasarkan Prediksi Kecepatan Angin

BAB IV HASIL DAN ANALISIS Pemodelan Sistem Turbin Angin. menggunakan software MATLAB SIMULINK. Turbin Angin Tersusun

KENDALI BUCK-BOOST MPPT BERBASIS DIGITAL LAPORAN TUGAS AKHIR

Simulasi Maximum Power Point Tracking pada Panel Surya Menggunakan Simulink MATLAB

SKRIPSI IMPLEMENTASI MAXIMUM POWER POINT TRACKER (MPPT) PADA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA ANGIN MENGGUNAKAN METODE PERTURB AND OBSERVE

Kendali Sistem Pengisi Baterai Tenaga Surya Metode Incremental Conductance Berbasis Mikrokontrol

RANCANG BANGUN CATU DAYA TENAGA SURYA UNTUK PERANGKAT AUDIO MOBIL

Perancangan dan Simulasi Chopper Buck Boost pada Aplikasi Pembangkit Listrik Tenaga Angin

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

RANCANG BANGUN MAXIMUM POWER POINT TRACKING MENGGUNAKAN BUCK CONVERTER DENGAN METODE HILL CLIMBING

Dwi Agustina Hery Indrawati

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

Novitasari, et al., Optimalisasi Daya Output Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Angin...

RANCANG BANGUN DAN IMPLEMENTASI BUCK BOOST CONVERTER DENGAN MAXIMUM POWER POINT TRACKING MENGGUNAKAN METODE PERTURB AND OBSERVE

BAB I PENDAHULUAN. Tabel 1.1 Perkiraan penyedian energi listrik di Indonesia

TUGAS AKHIR PENGATURAN PITCH ANGLE TURBIN ANGIN BERBASIS KENDALI LOGIKA FUZZY. (Aplikasi Pada Data Angin Daerah Medan Tuntungan dan Sekitarnya)

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

BAB I PENDAHULUAN. perkantoran, maupun industrisangat bergantung pada listrik. Listrik

SISTEM KENDALI LEVEL TEGANGAN PADA KONVERTER DC/DC TIPE BOOST UNTUK APLIKASI SISTEM FOTOVOLTAIK

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

1. BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Desain dan Implementasi Tapped Inductor Buck Converter dengan Metode Kontrol PI pada Rumah Mandiri

DESAIN DAN IMPLEMENTASI SISTEM PENGISI BATERAI TENAGA SURYA MENGGUNAKAN METODE INCREMENTAL CONDUCTANCE-VOLTAGE CONTROL BERBASIS dspic30f4012

MEMAKSIMALKAN DAYA PHOTOVOLTAIC SEBAGAI CHARGER CONTROLLER

DESAIN DAN IMPLEMENTASI MAKSIMUM POWER POINT TRACKER MELALUI DETEKSI DAYA DAN TEGANGAN

RANCANG BANGUN KONVERTER PHOTOVOLTAIC DAN PENTAKSIRAN DAYA PHOTOVOLTAIC UNTUK DC POWER HOUSE

DESAIN MAXIMUM POWER POINT TRACKER PADA PHOTOVOLTAIC

Jurusan Teknik Elektro, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya, Indonesia

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

RANCANG BANGUN UNINTERRUPTIBLE POWER SUPPLY (UPS) DENGAN ENERGI HYBRID (SUBJUDUL: HARDWARE) Abstrak

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

KONTROL MOTOR INDUKSI BERBASIS INDIRECT FIELD- ORIENTED CONTROL DAN OPTIMASI FAKTOR DAYA UNTUK SISTEM POMPA TENAGA SURYA

DESAIN DAN IMPLEMENTASI MAKSIMUM POWER POINT TRACKER MELALUI DETEKSI ARUS

DC-DC Step-Up Converter Rasio Tinggi Kombinasi Charge Pump dan Boost Converter untuk Catu Daya Motor Induksi pada Mobil Listrik

BAB I PENDAHULUAN 1.1. LATAR BELAKANG

Desain dan Simulasi Single Stage Boost-Inverter Terhubung Jaringan Satu Fasa Menggunakan Sel Bahan Bakar

PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI KONVERTER DC-DC SINGLE-INPUT MULTIPLE- OUTPUT BERBASIS COUPLED INDUCTOR

SKRIPSI Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik EKAWIRA K NAPITUPULU NIM

PENGEMBANGAN METODE MAXIMUM POWER POINT TRACKING MENGGUNAKAN FUZZY LOGIC CONTROL DAN BOOST KONVERTER PADA SOLAR SEL

Desain dan Simulasi Konverter Buck Sebagai Pengontrol Tegangan AC Satu Tingkat dengan Perbaikan Faktor Daya

Perancangan dan Implementasi Multi-Input Konverter Buck Untuk Pengisian Baterai Menggunakan Panel Surya dan Turbin Angin

DESAIN DAN IMPLEMENTASI MAXIMUM POWER POINT TRACKER (MPPT) SOLAR PV BERBASIS FUZZY LOGIC MENGGUNAKAN MIKROKONTROLLER AVR

PEMODELAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA ANGIN 1kW BERBANTUAN SIMULINK MATLAB

RANCANG BANGUN BECAK LISTRIK TENAGA HYBRID DENGAN MENGGUNAKAN KONTROL PI-FUZZY (SUBJUDUL: HARDWARE) Abstrak

BAB I PENDAHULUAN. Bab I Pendahuluan

PENGARUH JUMLAH BLADE DAN VARIASI PANJANG CHORD TERHADAP PERFORMANSI TURBIN ANGIN SUMBU HORIZONTAL (TASH)

SISTEM KONVERTER DC. Desain Rangkaian Elektronika Daya. Mochamad Ashari. Profesor, Ir., M.Eng., PhD. Edisi I : cetakan I tahun 2012

PENGATURAN KONVERTER DC-DC BIDIRECTIONAL DENGAN MPPT BERBASIS MODIFIED PERTURBATION AND OBSERVATION PADA SISTEM TURBIN ANGIN

OPTIMASI DAYA TURBIN ANGIN SAVONIUS DENGAN VARIASI CELAH DAN PERUBAHAN JUMLAH SUDU

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

STUDI KOMPARASI MPPT ANTARA SOLAR CONTROLLER MPPT M10-20A DENGAN MPPT TIPE INCREMENTAL CONDUCTANCE SEBAGAI CHARGER CONTROLLER LAPORAN TUGAS AKHIR

PEMBUATAN SEPEDA LISTRIK BERTENAGA SURYA SEBAGAI ALAT TRANSPORTASI ALTERNATIF MASYARAKAT

BAB III PERANCANGAN SISTEM

DC-DC Step-Up Converter Rasio Tinggi Kombinasi Charge Pump dan Boost Converter untuk Catu Daya Motor Induksi pada Mobil Listrik

Simulasi dan Analisis Konverter Kaskade Buck- Boost Dua Arah sebagai Pencatu Tegangan Inverter Motor Induksi pada Mobil Listrik

PEMODELAN DAN SIMULASI MAXIMUM POWER POINT TRACKER

BAB I PENDAHULUAN. daya yang berpotensi sebagai sumber energi. Potensi sumber daya energi

BAB I 1. PENDAHULUAN

OPTIMASI DAYA PADA SISTEM TURBIN ANGIN MENGGUNAKAN KONTROL PITCH ANGLE DENGAN FUZZY LOGIC CONTROL

BAB I PENDAHULUAN. panas yang dihasilkan oleh pembakaran bahan bakar menjadi energi mekanik, dan

Perancangan dan Realisasi Solar Charge Controller Maximum Power Point Tracker dengan Topologi Buck Converter untuk Charger Handphone

Jurnal Dinamis Vol.II,No.14, Januari 2014 ISSN

RANCANG BANGUN ALAT PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA ANGIN SUMBU VERTIKAL DI DESA KLIRONG KLATEN Oleh Bayu Amudra NIM:

SEMINAR NASIONAL PENDIDIKAN 2016

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Analisa Penempatan Distributed Generation pada Jaringan Distribusi 20kV

IMPLEMENTASI INVERTER SATU FASA TERKENDALI ARUS MENGGUNAKAN SUMBER MODUL SURYA DENGAN KENDALI DAYA MAKSIMAL LAPORAN TUGAS AKHIR

DESAIN DAN ANALISIS PROPORSIONAL KONTROL BUCK-BOOST CONVERTER PADA SISTEM PHOTOVOLTAIK

PERANCANGAN MULTILEVEL BOOST CONVERTER TIGA TINGKAT UNTUK APLIKASI SEL SURYA

PENGARUH VARIASI SUDUT BLADE AIRFOIL CLARK-Y FLAT BOTTOM PADA UNJUK KERJA KINCIR ANGIN Horizontal Axis Wind Turbine (HAWT) DENGAN KAPASITAS 500 WATT

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

MAXIMUM POWER POINT TRACKER DENGAN METODE INCREMENTAL CONDUCTANCE TRANSCONDUCTANCE CONTROL BERBASIS. dspic30f4012

Materi 3: ELEKTRONIKA DAYA (2 SKS / TEORI) SEMESTER 106 TA 2016/2017 PROGRAM STUDI PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRONIKA

PENERBITAN ARTIKEL ILMIAH MAHASISWA Universitas Muhammadiyah Ponorogo

UNJUK KERJA PEMBANGKIT ENERGI LISTRIK TENAGA MATAHARI PADA JARINGAN LISTRIK MIKRO ARUS SEARAH Itmi Hidayat Kurniawan 1*, Latiful Hayat 2 1,2

JIEET: Volume 01 Nomor (Journal Information Engineering and Educational Technology) ISSN : X

Perancangan dan Implementasi Konverter Boost Rasio Tinggi dengan Transformator Hybrid untuk Aplikasi Photovoltaic

PERANCANGAN SIMULATOR INSTALASI SOLAR MENGGUNAKAN PSIM 9.03 DESIGN SIMULATOR SOLAR CELLS INSTALLATION USING PSIM 9.03 PROYEK AKHIR

Transkripsi:

Optimasi Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Angin Menggunakan Maximum Power Point Tracker (MPPT) dengan Metode Gradient Approximation Dzulfiqar Rais M. 2207100141 Prof. Dr. Ir. Mochamad Ashari, M.Eng. Vita Lystianingrum, ST, M.Sc.

Cadangan Energi Fosil di Indonesia Jenis Energi Cadangan Total Cadangan Terbukti Produksi Rasio (Cadangan / Produksi) Minyak 86.9 milyar 5 milyar bbl 500 juta bbl 10 tahun Bumi bbl Gas Bumi 385 TSCF 90 TSCF 2.9 TSCF 30 tahun Batubara 50 milyar ton 5 milyar ton 100 juta ton 50 tahun

Potensi Energi Terbarukan dan Kapasitas Terpasang di Indonesia Sumber Energi Potensi Kapasitas Terpasang Tenaga Air 75.67 GW 4200 MW Panas Bumi 27.67 GW 1052 MW Mini/ Micro hydro 500 MW 86.1 MW Biomassa 49.81 GW 445 MW Tenaga Surya 4.8 kwh/m2/hari 12.1 MW Tenaga Angin 9290 MW 1.1 MW

Turbin Angin Penggunaan turbin angin tidak bisa lepas dari masalah, masalah yang dihadapi adalah daya keluaran dari turbin angin yang seringkali tidak mencapai daya maksimal yang sebenarnya bisa dikeluarkan oleh turbin angin. Besarnya beban yang terhubung pada turbin angin sangat mempengaruhi daya keluaran turbin angin.

Permasalahan Bagaimana memodelkan sistem turbin angin? Bagaimana membuat desain kontrol untuk turbin angin? Bagaimana performansi sistem turbin pada kecepatan angin dan beban yang berubah-ubah?

Turbin Angin Turbin Angin Sumbu Vertikal Turbin Angin Sumbu Horizontal

Turbin Angin

Daya Maksimal Turbin Angin Kecepatan Angin (m/s) Daya Maksimum (W) 3 128.8 140 4 305.3 196 5 597.5 238 6 1031 280 7 1639 336 8 2446 378 9 3484 434 10 4780 476 Kec Rotor (rad/s)

Daya maksimal turbin angin setiap kecepatan angin dibanding kecepatan rotor Daya turbin angin (Watt) 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 0 10 20 30 40 Kec rotor (rad/s) 3 m/s 4 m/s 5 m/s 6 m/s 7 m/s 8 m/s 9 m/s 10 m/s

MPPT Maximum Power Point Tracking Maksimum Power Point Tracker(MPPT) adalah suatu metode yang digunakan untuk mengoptimalkan daya keluaran dari turbin angin. TSR Control Power Signal Feedback (PSF) Control Perturbation and Observation (P&O) Control Hill Climbing Searching (HCS) Control

Buck-Boost Converter L = 0.0125 H C = 0.5 mf

Efisiensi converter 100 80 Efisiensi (%) 60 40 20 0 Vin 100 V Vin 200 V Vin 300 V 0 5000 10000 15000 P out (Watt)

Inisialisasi variabel program Flowchart Ukur V(k) dan I(k) Hitung daya P(k) P(k) > P(k-1) N Balik tanda D Y D(k+1) = D(k) + D

Rangkaian MPPT

Pengujian MPPT

Daya Beban Tanpa MPPT dan Menggunakan MPPT untuk kecepatan angin 7 m/s R Tanpa MPPT Daya Dengan MPPT Duty Cycle Vdc Output Konverter (V) 10 2.668 9.674 0.33 9.823 50 12.14 1359 0.45 269.2 100 23.58 1375 0.53 377 150 35.5 1398 0.57 456.6 155 1401 1394 0.57 464.7 200 1137 1373 0.6 523.9 300 882 1331 0.65 631.7

Daya Beban Tanpa MPPT dan Menggunakan MPPT untuk kecepatan angin 7 m/s 1600 1400 1200 Daya (watt) 1000 800 600 400 200 0-200 tanpa MPPT dengan MPPT 0 100 200 300 400 R (ohm)

Daya Beban Tanpa MPPT dan Menggunakan MPPT untuk kecepatan angin 9 m/s R Tanpa MPPT Daya Dengan MPPT Duty Cycle Vdc Output Konverter (V) 10 6.907 3120.2 0.3 176.6 30 20.22 3138 0.42 306.3 40 2762 3122.7 0.46 353.42 50 3266 3117.2 0.48 395.3 100 2927 3056 0.57 552.4 200 2049 2959 0.64 769.1 300 1557 2872 0.69 928.1

Daya Beban Tanpa MPPT dan Menggunakan MPPT untuk kecepatan angin 9 m/s 3500 3000 2500 Daya (watt) 2000 1500 1000 500 0-500 0 100 200 300 400 R (ohm) tanpa MPPT dengan MPPT

Daya Beban Tanpa MPPT dan Menggunakan MPPT untuk kecepatan angin 10 m/s R Tanpa MPPT Daya Dengan MPPT Duty Cycle Vdc Output Konverter (V) 10 10.49 4242 0.32 205.6 20 20.66 4307 0.39 293.6 35 3956 4301 0.46 387.9 40 4380 4112 0.5 405.4 100 3798 4198 0.59 647.7 200 2607 4079 0.66 903 300 1968 3968 0.7 1091

Daya Beban Tanpa MPPT dan Menggunakan MPPT untuk kecepatan angin 10 m/s 5000 4000 Daya (watt) 3000 2000 1000 0-1000 tanpa MPPT dengan MPPT 0 100 200 300 400 R (ohm)

Kec angin Daya Max Tanpa MPPT (W) Dengan MPPT (W) Tanpa MPPT (%) Dengan MPPT (%) 3 85.59 68.549 79.633 80.09% 93.04% 5 566.5 466.796 538.76 82.4% 95.1% 7 1401 1140 1366 81.37% 97.5% 9 3266 2512 3025.38 76.9% 92.63% 10 4380 3341.8 4131.6 76.28% 94.32%

Daya output dengan dan tanpa menggunakan MPPT dengan nilai hambatan bervariasi dan kecepatan angin 7 m/s dengan MPPT tanpa MPPT

Daya output dengan dan tanpa menggunakan MPPT dengan nilai hambatan 100 ohm dan kecepatan angin 7m/s - 10m/s dengan MPPT tanpa MPPT

Kali ini digunakan kecepatan angin yang berubah-ubah. Beban yang digunakan juga berubah-ubah.

Kecepatan angin (m/s) dengan MPPT Kecepatan rotor (rad/s) tanpa MPPT dengan MPPT tanpa MPPT Daya (Watt)

Tegangan pada Beban Arus pada Beban

tanpa MPPT dengan MPPT SOC Baterai

Kesimpulan Metode Gradient approximation yang digunakan untuk optimasi turbin angin yang digunakan pada tugas akhir ini mempunyai beberapa keuntungan yaitu: tidak diperlukan untuk mengetahui karakteristik daya output dari turbin angin (karakteristik turbin angin) tidak diperlukannya sensor kecepatan angin dan kecepatan rotor dari generator sehingga biaya yang diperlukan lebih murah MPPT dengan metode ini mampu bekerja mengikuti perubahan beban dan kecepatan angin

Daftar Pustaka 1. Z.Chen, F.Blaabjerg. Wind farm-a power source in future power systems. Elsevier Renewable and Sustainable Energy Reviews 13 (2009) 1288 1300. 2009 2. Rashid M.H, Power Electronics Handbook, Academic Press, 2001. 3. Ying-Yi Hong, Shiue-Der Lu, Ching-Sheng Chiou. MPPT for PM wind generator using gradient approximation. Elsevier Conversion and Management 50 (2009) 82-89. 2009 4. Koutroulis, Eftichious. Kalaitzakis, Kostas. 2006. Design of a Maximum Power Point Tracking System for Wind-Energy-Conversier Applications. IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol.53 (2006) 0278 0046. 5. Masters, Gilbert M.. Renewable &Efficient Electric *ower System. Wiley Interscience.London.2004 6. Mochamad Ashari. Diktat Kuliah Elektronika Daya, Jurusan Teknik Elektro FTI-ITS. 2006 7. Mahmudsyah, Syarifuddin, Modul Kuliah Audit Energi, Surabaya. 2008 8. Kurniawan, Aries Pratama. Optimalisasi Sel Surya menggunakan Maximum Power Point Tracker (MPPT) Sebagai Catu Daya Base Tranceiver Station (BTS).Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknologi Industri, ITS. 2010 9. Zhang,Jianzhong. Cheng, Ming. Chen, Zhe. Fu, Xiaofan. Pitch Angle Control for Variable Speed Wind Turbines, Nanjing. 2009

Terima kasih