DESAIN DAN IMPLEMENTASI MAXIMUM POWER POINT TRACKER (MPPT) SOLAR PV BERBASIS FUZZY LOGIC MENGGUNAKAN MIKROKONTROLLER AVR Dosen Pembimbing Noval Fauzi 2209 105 086 1. Prof.Dr.Ir.Mochamad Ashari, M.Eng. 2. Heri Suryoatmojo,ST,MT,Ph.D 1
Latar Belakang dibutuhkan sumber energi listrik alternatif selain dari PLN. piranti solar cell sebagai salahsatusumbertenaga listrik yang murah, bebas polusi, dan alami menjadi suatu pilihan yang tepat. Tetapi kemampuan solar cell yang belum optimal dalam menghasilkantenaga listrikbilaik bb beban berubah ubahb bh Permasalahan Bagaimana cara pemodelan PV pada matlab? Bagaimana cara merancang MPPT fuzzy logic? BagaimanaB i melakukan lkk simulasi i pada matlab lbdan pengujiannya? Bagaimana mengimplementasikan simulasi kedalam propotipe dan pengujian alat? 2
Tujuan Tujuan dari Proyek Akhir ini adalah sebagai berikut: Dapat merancang dan menghasilkan sebuah sumber energi listrik dengan memanfaatkan sel surya. Mengaplikasikan pembangkit listrik alternatif selain pemasok energi listrik yang mandiri dan tidak hanya bergantung pada PLN. Membuat switching otomatisyang amanuntuk peralatan dengan memperhitungkan besar arus dan tegangan. Batasan Masalah PenggunaanBoostkonverter untuk mengatur tegangan DC. Analisis perbandingan hanya daya surya sel. Penggunaan Kontrol fuzzy logic pada MPPT sebagai pengatur pada boost konverter agar dapat memaksimalkandaya ki output sesuai ratingnya. 3
Blok Diagram Distributed Generation Metodologi: 1. Pemodelan Sistem 2. Pembuatan Perangkat Keras 3. Pembuatan Perangkat Lunak 4. Pengujian propotipe (DG) 4
Pemodelan Solar sel (PV) Untuk mendapatkan tegangan yang lebih besar maka solar seldiseri sebanyak 4 buah (17.6x4 = 70.4 V) Karakteristik PV dengan Irradiasi 600W/m 2 5
Pemodelan Boost Converter Input (Vin) = 60V Output (Vo) = 200V Output (IO) = 5 A f = 14 khz Duty cycle : 70% L = 899mH C 1250 uf 6
Pemodelan Boost Converter Gambar Grafik Output Tegangan ( 200V) Dan arus (5V) 7
Pemodelan Sensor Tegangan Dan sensor Arus Sensor Tegangan Dalam perhitungan Vin yang digunakan 60 volt DC dan Vout yang diharapkan adalah 2.5 volt DC Sensor Arus Vin yang digunakan 60 volt beban sebesar 30 ohm, maka arus yang melewati sekitar 2A.dan Vout yang diharapkan adalah 3,4 volt DC, sedangkan tegangan yang terukur pada kaki resistor Seri sebesar 497,8 mv Penguat = 6X noninverting 8
Maximum Power Point Tracker (MPPT) Maximum Power Point ttracker (MPPT) adalah dlhsuatusistem it untuk mencari point (titik) maksimum dari tegangan dan arus keluaran pada aplikasi panel surya, sehingga dapat membangkitkan daya maksimum sesuai dengan kemampuan panel surya tersebut Titik daya maksimum suatu solar sel berhubungan dengan daya puncak (peak of power) P(t) = V(t)I(t) Dengan V(t) = tegangan terminal keluaran panel solar sel I(t) = arus terminal keluaran panel surya 9
Fuzzy Logic Control FLC Tipe = mamdani MetodeDefuzzifikasi = centroid FLC Tujuan Mendapatkan Duty Cycle Untuk kd Daya Maksimum 10
Fuzzy Logic Control Input Output 11
Rules 1. If (input1 is P1) then (output1 is D1) 2. If (input1 is P2) then (output1 is D2) 3. If (input1 is P3) then (output1 is D3) 4. If (input1 is P4) then (output1 is D4) 5. If (input1 is P5) then (output1 is D11) 6. If (input1 is P6) then (output1 is D7) 7. If (input1 is P7) then (output1 is D11) 8. If (input1 is P8) then (output1 is D5) 9. If (input1 is P9) then (output1 is D10) 10. If (input1 is P10) then (output1 is D6) 11. If (input1 is P11) then (output1 is D9) Fuzzy Logic Control Gambar Rule Viewer FLC 12
Pemodelan Boost Converter Dengan PV dan MPPT (FLC) 13
Hasil Simulasi Boost Converter Dengan PV dan MPPT (FLC) R INPUT OUTPUT ἠ (ohm) V I W V I W % 30 17.35 2.28 39.56 33.67 1.12 37.8 29 40 22.85 2.27 52.08 44.67 1.11 49.88 38 50 28.8 2.27 64.42 55.53 1.11 61.67 47 60 33.64 2.27 76.54 66.24 1.04 73.13 56 70 38.89 2.27 88.31 76.74 1.09 84.14 64 80 43.98 2.26 99.48 86.93 1.08 94.46 72 90 48.82 2.25 109.6 96.6 1.07 102.7 78 100 53.24 2.21 118 105.4 1.05 111.2 85 110 57.1 2.17 124 113.2 1.02 116.4 89 120 60.3 2.11 127.5 119.6 0.99 119.2 91 130 62.89 204 2.04 128.7 124.8 095 0.95 119.7 92 140 64.95 1.97 128.1 128.9 0.92 118.7 91 150 66.59 1.89 126.3 132.2 0.88 116.5 89 160 67.93 1.82 123.8 134.9 0.84 113.7 87 170 69.02 1.75 120.9 137.1 0.8 110.5 85 180 69.93 1.68 117.8 138.9 0.77 107.2 82 190 70.7 1.62 114.6 140.4 0.73 103.8 79 200 71.36 156 1.56 111.4 141.8 07 0.7 100.5 76 14
Blok Diagram Prototipe Blok Diagram Prototipe 15
Pengujian Solar sel (PV) Hasil pengujian Dengan Intensitas cahaya 600 W/m 2 Da aya(w) 160 140 120 100 80 60 40 20 0 1 3 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Beban (Ohm) Daya (W) Beban (ohm) voltage (V) Current (I) daya (W) ἠ (%) 1 2.27 2.47 5.61 4 3 741 7.41 247 2.47 18.31 14 5 12.35 2.47 30.51 23 10 24.69 2.46 60.73 46 20 48.7 2.43 118.54 91 30 63.27 2.1 132.86 100 40 70 1.75 122.52 94 50 73 1.4 102.21 78 60 74.7 1.24 92.62 71 70 75.77 1.08 81.83 62 80 76.51 0.95 72.86 56 90 77.06 0.85 65.51 50 100 77.48 0.77 59.65 45 16
Pengujian Rangkaian Sensor Arus dan Tegangan Sensor V&I Sensor Tegangan (V) load Voltage Output voltage (ohm) supply Sensor (V) (V) 330 10 0.42 330 20 0.89 330 30 1.27 330 40 1.69 330 50 2.12 330 60 2.5 Sensor Arus (I) Load Voltage Current output Current (ohm) suplly supply sensor (V) (I) (V) 30 60 1.84 3.58 50 60 116 1.16 231 2.31 70 60 0.83 1.65 90 60 0.66 1.29 110 60 055 0.55 108 1.08 130 60 0.47 0.91 150 60 0.41 170.78
Pengujian PWM Sinyal PWM OCR0 (Simulasi) Minimum System Sinyal PWM OCR0 18
Pengujian Boost Converter Hasil pengujian boost tdengan Power Suplly Bosst Converter Load voltage voltage current Duty (ohm) input output output cycle (V) (V) (I) (%) 220 40 40 0.18 0 220 40 44 019 0.19 10 220 40 49 0.21 20 220 40 55 0.23 30 220 40 62 0.27 40 220 40 72 0.31 50 220 40 84 0.35 60 220 40 101 0.42 70 19
Flowchart MPPT Flowchart MPPT 20
Pengujian Rangkaian Keseluruhan Rangkaian Keseluruhan Hasil pengujian Dengan Intensitas cahaya 600 W/m 2 R (ῼ) input Output V I W V I W ἠ (%) 30 39 3,10 121 43 2,01 84 64 40 45 2,92 131 50 1,89 94 72 50 52 268 2,68 139 58 156 1,56 90 69 60 56 2,87 160 79 1,48 116 89 70 57 2,32 132 87 1,27 110 84 80 64 2,43 155 96 1.21 116 89 90 62 2,12 131 103 1,18 121 93 100 63 2,11 133 102 1.15 117 90 110 62 2,12 131 109 0,99 107 82 120 62 198 1,98 122 112 098 0,98 109 83 130 61 1,76 122 111 0,97 107 82 140 62 1,88 121 115 0,93 106 81 150 63 1,75 108 118 0,82 96 73 160 64 1,43 91 122 0,81 98 75 170 64 1,13 72 123 0,76 93 71 180 64 0,97 62 130 0,64 83 63 190 64 1,01 64 134 0,61 81 62 200 64 0,91 58 135 0,57 76 58 21
Pengujian Rangkaian Keseluruhan 250 200 150 Daya 100 daya max dengan mppt tanpa mppt 50 0 1 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 Beban Grafik dengan MPPT dan tanpa MPPT = 600W/m 2 Grafik Daya Max= 1000W/m 2 22
Kesimpulan Metode maximum power point tracker (MPPT) sesuai untuk memaksimalkan daya output PV dikarenakan memiliki respon yang cepat terhadap perubahan beban sehingga dapat memaksimalkan daya output PV. Maka dengan MPPT solar sel dapat menjadi input distributed generation unit dengan daya output sekitar 100WP dan tegangan 70V Hasil simulasi i dan hasil pengujian prototype t hampir mendekati sama dalam bentuk daya output PV. Sehingga prototipe ini telah sesuai dengan tujuan yang diharapkan. Pada prototipe MPPT ini telah dapat memaksimalkan daya output sebesar 100 WP dengan intensitas cahaya matahari ± 600W/ m 2. 23
Terima Kasih 24