PENERANGAN JALAN PADA RUMAH LAPORAN TUGAS AKHIR OLEH: NICO SETIAWAN 05.50.0038 PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATA 2012 i
PENGESAHAN Laporan tugas akhir dengan judul: Penerangan Jalan Pada Rumah diajukan untuk memenuhi sebagian dari persyaratan dalam memperoleh gelar sarjana Teknik Elektro pada Program Studi Teknik Elektro di Fakultas Teknologi Industri Universitas Katolik Soegijapranata Semarang. Laporan Tugas Akhir ini disetujui pada tanggal 1 Maret 2012 dan siap untuk diajukan ke ujian Tugas Akhir. Semarang, 1 Maret 2012 Menyetujui, Pembimbing (L. Heru. P, ST. MT) 058.1.2000.234 Mengetahui, Dekan Fakultas Teknologi Industri Koordinator TA (Dr. Florentinus Budi Setiawan) (Dr. Ir. Ign. Slamet Riyadi, MT) 058.1.1994.150 058.1.1992.110 ii
ABSTRAK Panel surya (solar cell) adalah alat yang terdiri dari sel surya yang mengubah cahaya menjadi listrik. Sel surya atau sel PV bergantung pada efek photovoltaic untuk menyerap energi matahari dan menyebabkan arus mengalir antara dua lapisan bermuatan yang berlawanan. PV mempunyai dua karakteristik yaitu P-V dan I-V karakteristik. Dalam makalah ini teknik untuk mendapatkan daya maksimal dari solar cell, dibutuhkan suatu sistem yang dapat mencapai titik kerja optimalnya dari solar cell tersebut, sistem itu disebut maximum power point tracker (MPPT). Serta menggunakan karakteristik tegangan dari solar cell (Maximum power point) untuk mendapatkan effsiensi maksimum pada solar cell. Enerji surya (PV) terbarukan, bersih, berlimpah, dan bebas polusi. Solar cell adalah alat yang menghasilkan energi listrik dengan mengubah sinar matahari dan dapat diperbaharui secara terus menerus serta bekerja sesuai dengan panas yang diterima, dimana tegangan dan arus yang dihasilkan masih searah (DC). Solar cell dalam perkembangannya digunakan untuk pengisian batere (sebagai penyimpan energi ) dengan menggunakan aplikasi inverter. Keywords - Solar cell/photovoltaic, Hysteresis Controller, DC-DC Converter, Maximum Power Point Tracker iii
KATA PENGANTAR Pertama tama penulis panjatkan puji dan syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa karena berkat dan rahmat kasih karunia-nya yang selalu menyertai penulis, sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan Tugas Akhir ini. Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, penulis mendapat banyak sekali dari bantuan dari berbagai pihak. Melalui kesempatan ini, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada: 1. Bapak L Heru P, ST, MT, selaku Dosen Pembimbing dalam penyusunan tugas akhir. 2. Kepada Dr. Ir. Ign. Slamet Riyadi, MT yang telah bersedia membantu dalam peminjaman solar cell 3. Kepada Dr. F. Budi Setiawan, MT selaku dekan teknologi industry Demikian ucapan terima kasih yang dapat saya ungkapkan. Dengan berhasilnya disusun laporan ini, tetapi hasil laporan ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu laporan ini tidak jauh dari kesalahan dan saya meminta maaf yang sebesar besarnya atas ketidaksempurnaan itu. Untuk itu penulis mengharapkan saran yang dapat membangun dan semakin menyempurnakan karya ini. Akhir kata, semoga karya ini dapat berguna dan membantu bagi siapa saja yang membacanya. Semarang, 1 Maret 2012 Penulis iv
DAFTAR ISI Halaman judul... i Halaman pengesahan... ii Abstrak... iii Kata pengantar... iv Daftar isi... vi Daftar gambar... vii BAB I PENDAHULUAN... 1 1.1 Latar belakang... 1 1.2 Perumusan masalah... 3 1.3 Tujuan... 3 1.4 Manfaat... 3 1.5 Pembatasan masalah... 3 1.6 Metode penelitian... 5 1.7 Sistematika penulisan... 5 BAB II DASAR TEORI... 6 2.1 Pendahuluan... 6 2.2 MPPT (Maximum Power Point Tracking)... 7 2.3 Topologi konverter... 8 2.4 Topologi converter dc-dc... 8 2.4.1 Inverter... 13 v
2.4.2 Rangkaian multiplier... 17 BAB III IMPLEMENTASI SISTEM... 18 3.1 Pendahuluan... 18 3.2 MPP Tracker... 24 3.3 Konverter Sebagai Sumber Arus Terkendali... 27 3.4 desain dan rancangan... 29 BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN... 31 4.1 pendahuluan... 34 4.2 simulasi psim... 36 4.3 pembahasan... 45 BAB V PENUTUP... 46 5.1 kesimpulan... 46 5.2 saran... 46 vi
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 buck converter... 9 Gambar 2.12. grafik tegangan dan arus dengan waktu dalam kerja buck converter ideal di continuous mode... 10 Gambar 2.13 mode on... 10 Gambar 2.14 mode off... 10 Gambar 2.15. grafik tegangan dan arus dengan waktu dalam kerja buck konverter ideal di discontinuous mode... 11 Gambar 2.16 perubahan tegangan output dinormalisasi dengan arus keluaran dinormalisasi... 11 Gambar. 2-7. Inverter Satu Fasa... 14 Gambar 2-8. Kondisi Setengah Siklus Positif... 15 Gambar 2-13. Pembangkit Gelombang Segitiga... 16 Gambar 2-14. Gelombang segitiga yang dihasilkan XR 2206... 16 Gambar 2-15. Rangkaian multiplier... 17 Gambar 3.1. Kendali daya maksimal dengan konsep tegangan... 18 Gambar 3-1. Pembebanan photovoltaic melalui MPP Tracker... 24 Gambar 3-2. Skema MPP Tracker... 26 Gambar 3-3. Skema inverter dengan beban RL... 27 Gambar 4.1. Simulasi daya maksimal dengan konsep kendali tegangan... 31 vii
Gambar 4.2. Hasil simulasi daya maksimal dengan konsep kendali tegangan... 31 Gambar 4.4. Sinyal output... 33 Gambar 4.5. Sinyal switching mosfet (gate... 33 Gambar 4-4. Gelombang saklar IGBT... 38 Gambar 4-5. Tegangan keluaran MPP Tracker... 38 Gambar 4-7. Sinyal keluaran inverter 3 fasa... 40 viii