JURUSAN TEKNIK ELEKTRO Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2013 LOGO MONITORING KINERJA BATERAI BERBASIS TIMBAL UNTUK SISTEM PHOTOVOLTAIC 1 Alief Prisma Bayu Segara 2209100193 Dosen Pembimbing : 1. Dr. Dedet Candra Riawan, ST,. M.Eng. 2. Heri Suryoatmojo, ST., MT., PhD.
2 Latar Belakang Salah satu sumber energi terbarukan adalah PV Sistem PV ada 2 macam yaitu grid connected dan standalone PV Stand-alone PV membutuhkan baterai untuk menyimpan energi dan digunakan pada malam hari. Baterai merupakan komponen terlemah pada sistem stand-alone PV
3 Perumusan dan Batasan Masalah Kedalaman pelepasan muatan yang direkomendasikan adalah 80%, sedangkan untuk kedalaman pelepasan muatan di atas 50% sebaiknya dihindari. Baterai cepat rusak bila didischarge dan dicharge melebihi kapasitasnya Batasan Masalah Permasalahan Baterai Lead-acid
4 Tujuan 1. Merancang suatu prototype alat untuk memonitoring parameter-parameter baterai untuk sistem photovoltaic yaitu arus, tegangan dan suhu. 2. Mendapatkan kurva charge dan discharge yang dapat digunakan untuk pemodelan baterai. 3. Memperoleh karakteristik baterai dengan cara memodelkan baterai
5 Perancangan Sistem Monitoring Baterai 5V Vcc Vout R 100K Ohm ACS712 Baterai yang diukur R=10 k Ohm Filter GND C 1nF R Variabel 100K Ohm + Vo - VCC Vout GND C= 1µF Konektor ke Main Board
6 Verifikasi Sensor Tegangan SENSOR TEGANGAN Didapatkan error rata-rata sebesar 2% - 4% No Variabel tegangan DC Rangakaian Voltage divider Error 1. 3,2 V 3,24V 0,04V 2. 5 V 5,03 V 0,03 V 3. 7,6 V 7,58V 0,02V 4. 9,4 V 9,36V 0,04V 5. 12,5 V 12,48 V 0,02 V
7 Resistor Verifikasi Sensor Arus A 5V In Vcc Baterai 12 V Vout ACS712 Ke Mikrokontroller Out Filter GND C 1nF Beban Sensor Ampere meter Error Arus 1 1,02 A 1,00 A 0,02 A 2 0,58 A 0,57 A 0,01 A 3 2,54 A 2,52 A 0,02 A 4 3,13 3,10 0,03 A
8 Verifikasi Sensor Suhu Suhu air ( o C) LM-35 ( o C) Error Krisbow KW06-291 80,2 80,23 0,03 75,1 75,12 0,02 64,2 64,24 0,04 50,2 50,23 0,03 42,3 42,28 0,02 35,6 35,64 0,04 26,5 26,47 0,03
9 Interface dengan Labview
10 Penyusunan Alat Pengujian
11 Pengujian Sistem Monitoring Pengujian Baterai dengan discharge arus 3 Ampere Pengujian Baterai dengan discharge arus 2,5 Ampere Pengujian Baterai dengan charge arus 1 Ampere
12 Analisis Data Tegangan pada Pengujian 10,5 V 8274 S Text in here
13 Analisis Data Tegangan pada Pengujian 10,5 V 6500 S Text in here
14 Analisis Data Tegangan pada Pengujian Baterai dicharge arus 1 Ampere pada waktu 9,5 jam sampai tegangan 13,7 V Text in here
15 Analisis Data Arus pada Pengujian 8321 S Text in here
16 Analisis Data Arus pada Pengujian 6200 S Text in here
17 Analisis Data Suhu pada Pengujian Suhu awal pada pengujian discharge baterai adalah 24 ºC dan naik sampai 30 ºC Text in here
18 Analisis Data Suhu pada Pengujian Suhu awal pada pengujian charge baterai adalah 27 ºC dan naik sampai 30,9 ºC Text in here
19 Pemodelan Baterai Pemodelan untuk membandingkan pengujian dan simulasi Penghitungan SOC dengan SOC = 1- x 100% Nominal Voltage = 12 V Rated capacity = 10 Ah Inisial SOC = 100 % Fully charged voltage = 13,678 V Text in here Nominal discharge current = 2,5 A R internal = 0,007458 Ohm
20 Pemodelan Baterai Pemodelan baterai saat discharge
21 Pemodelan Baterai Pemodelan baterai saat charge
22 Pemodelan Baterai Pemodelan baterai saat charge SOC 50 % dilihat dari residual capacity 12,3 V dan suhu awal 27ºC
23 Kesimpulan Alat monitoring baterai yang dibuat dapat melakukan pengamatan data arus, tegangan dan suhu baterai secara realtime. Hasil Pengujian dan simulasi berbeda karena simulasi bersifat ideal. Karakteristik penurunan tegangan pada waktu discharge dari hasil simulasi dan pengujian menunjukkan angka yang relatif sama yaitu sebesar 10 10,5 Volt.
24
25 LOGO
26 Pertanyaan Parameter apa yang dilihat dari alat monitoring yang mengindikasikan baterai itu baik? Alat ini fungsinya buat apa? Bagaimana proses charging arus konstan 1 A? Seharusnya pengujian discharge baterai menggunakan arus 1 A, 10% dari kapasitas baterai, agar beda waktu tidak jauh dengan simulasi.
27 1. Pada alat monitoring dilihat bagaimana tegangan, arus dan suhu baterai. disini didapat bahwa ketika angka tegangan yang ditunjukkan pada baterai melebihi 10,5 V sebaiknya dihindari untuk proses discharging. Dari arus didapat ketika beban konstan, misal 3 A, maka ketika arus yang disuplai baterai sudah tidak bisa mempertahankan nilainya, maka sebaiknya proses discharging dihentikan. 2. Kembali ke latar belakang 3. Menggunakan variable DC supply yang di atur arusnya, tegangan mengikuti arus.
28 Sistem stand-alone PV
29 Grafik SOC saat discharge Pada pengujian Pada simulasi
30 Grafik SOC saat charge Pada pengujian Pada simulasi