BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah Pembangkit-pembangkit tenaga listrik yang ada saat ini sebagian besar masih mengandalkan kepada sumber energi yang tidak terbarukan dalam arti untuk mendapatkannya kembali membutuhkan waktu yang sangat lama bahkan sampai ratusan tahun dan terbatas jumlahnya, misalnya dari sumber kekayaan yang ada di dalam bumi diantaranya minyak bumi, batu bara dan lain sebagainya, tetapi masih sedikit yang mengandalkan sumber energi terbarukan dalam arti mudah untuk mendapatkannya dan melimpah persediaannya seperti tenaga angin, tenaga air, sinar matahari dan lain sebagainya. Kebutuhan energi listrik yang semakin meningkat akan mendorong pula besarnya kebutuhan sumber energi yang digunakan untuk pembangkitan energi listrik tersebut sehingga apabila tidak dipikirkan untuk segera berpindah pada sumber energi alternatif maka sudah bisa dipastikan persediaan sumber energi yang tidak dapat diperbaharui dan sedikit tersebut akan habis. Pembangkit Listrik Tenaga Surya (Solar Sel) merupakan salah satu komponen untuk membangkitkan energi listrik yang bersumber pada energi terbarukan. Oleh karena itu solar sel dapat dijadikan pembangkit energi listrik alternatif yang dapat mengurangi penggunaan sumber-sumber energi yang tidak terbarukan tersebut. Keunggulan dari sistem solar sel adalah keandalannya tinggi, biaya operasinya rendah, ramah lingkungan, berbentuk modul, dan biaya konstruksinya rendah. Untuk menghasilkan keluaran daya yang maksimal solar sel masih memiliki beberapa kelemahan utama dan karakteristik dari setiap solar sel dipengaruhi oleh intensitas cahaya matahari, cuaca yang berubah-ubah dan temperatur, dimana karakteristik dari solar sel selalu disajikan dalam bentuk kurva Arus (I) dan Tegangan (V). Keadaan seperti ini sangat membatasi kita untuk melakukan penelitian, oleh karena itu dibuatlah simulator panel surya dengan parameter karakteristik yang 1
2 sama dengan panel surya yang sesungguhnya. Sehingga para peneliti dapat meneliti kapanpun tanpa harus terganggu dengan berkurangnya intensitas cahaya ataupun perubahan temperatur. Dari simulator ini kita dapat membandingkan keluaran daya maksimum dan mendapatkan nilai arus dan tegangan yang akurat. Banyak faktor yang dapat mempengaruhi nilai karakteristik arus dan tegangan, untuk mengetahui nilai efisiensinya kita harus mengukur setiap waktu, sehingga didapat nilai karakteristiknya. Selain itu kondisi lingkungan dan intensitas cahaya, jaringan Instalasi juga sangat berpengaruh terhadap nilai karakteristiknya. Oleh karena itu, dalam proyek akhir ini penulis mengambil judul Perancangan Simulator Instalasi Solar Sel menggunakan PSIM 9.03. 1.2 Tujuan Tujuan dari proyek akhir ini merancang dan membuat simulasi Instalasi Solar sel menggunakan software PSIM 9.03 dengan spesifikasi sebagai berikut: 1. Menentukan Kapasitas Beban masukan dan keluaran yang akan di suplai dari Solar sel 50 WP. 2. Merancang rangkaian simulasi kontrol MPPT 3. Merancang rangkaian simulasi Boost Chopper 4. Merancang rangkaian simulasi inverter 5. Merancang rangkaian simulasi pengganti baterai lead acid (accumulator) dengan regulator tegangan 6. Membuat papan simulasi yang sudah dirancang pada PSIM.
3 1.3 Perumusan Masalah Berdasarkan tujuan proyek akhir, maka rumusan masalah yang akan dirumuskan pada Proyek Akhir ini yaitu : 1. Bagaimana merancang rangkaian simulasi Inverter dengan tegangan masukan 12 V tegangan keluaran 220V dan membuat rangkaian simulasi boost chopper dengan Input 12V dan output 48 V/5A yang dirancang pada PSIM 9.03. 2. Bagaimana merancang rangkaian simulasi kontrol MPPT untuk memaksimalkan daya yang masuk ke baterai Charger dengan tegangan keluaran batre 12 V pada PSIM 9.03. 1.4 Pembatasan Masalah Pembatasan masalah proyek akhir mencakup pada : Hanya membahas daya dan larakteristik dalam kondisi ideal yang mampu dipenuhi oleh sistem tersebut, serta tidak memperhitungkan pengaruh sudut kemiringan dan posisi solar sel terhadap matahari dan ketinggiannya dari permukaan laut. Perancangan papan simulator tidak membahas mengenai kekuatan dan daya tahan dari komponen yang digunakan. Penulis hanya membuat rancangan pada software Power Simulator PSIM 9.0.3. 1.5 Metodologi Penulisan Metodologi yang yang digunakan dalam perancangan simulator Instalasi Solar sel yaitu : 1.5.1 Studi Literatur Tahap ini dikerjakan untuk menemukan dasar-dasar teori yang diperlukan dalam pengerjaan proyek akhir maupun penulisan laporan proyek akhir, yang berhubungan dengan Solar sel (fotovoltaik), sistem instalasinya sampai ke beban.
4 1.5.2 Bimbingan Bimbingan dilakukan penulis untuk konsultasi langsung dengan pembimbing mengenai permasalahan yang berhubungan dengan kegiatan proyek akhir. 1.5.3 Perancangan Perancangan ditujukan untuk membuat rangkaian pada Power Simulator PSIM 9.0.3 dan menentukan spesifikasi komponen yang akan digunakan termasuk perancangan dan lain-lain. 1.5.4 Perancangan Simulator Tahap ini dilakukan untuk melakukan percobaan pembuatan simulator dari yang dirancang dalam PSIM 9.0.3 sehingga dapat melihat hasil analisa dari rangkaian yang akan dibuat. 1.5.5 Evaluasi dan Analisa Analisa diperoleh dari hasil pengujian terhadap proses kerja simulasi yang dibuat pada software PSIM 9.03, jadi benar dan salahnya analisa tergantung benar salahnya rangkaian yang dibuat. Pada saat terjadi kesalahan barulah dilakukan evaluasi. 1.5.6 Penyusunan Laporan Proyek Akhir Penyusunan laporan proyek akhir dilakukan untuk memberikan penjelasan tertulis mengenai kegiatan proyek akhir.
5 1.6 Sistematika Penulisan Sistematika penulisan dibagi menjadi lima bab, masing-masing bab berisi : BAB I : PENDAHULUAN Bab ini menjelaskan secara garis besar mengenai hal-hal yang berkaitan dengan materi proyek akhir, seperti latar belakang masalah, perumusan masalah, pembatasan masalah, tujuan, metodologi penulisan, dan sistematika penulisan. BAB II : LANDASAN TEORI Bab ini berisikan teori dasar solar sel, yaitu berupa pengertian, gambar karakteristik, gambar rangkaian, dan prinsip kerja dan dasar dari spesifikasi komponen. BAB III : PERANCANGAN DAN REALISASI digunakan. Pada bab ini penulis melakukan perancangan berdasarkan teori-teori yang BAB IV : PENGUJIAN DAN ANALISA DATA Pada bab ini berisi langkah-langkah dan data pengujian simulasi software dan alat serta analisa dari hasil pengujian yang telah dilakukan. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Pada bab ini meliputi kesimpulan dan saran mengenai proyek akhir yang telah dilakukan.