Rancang Bangun Interleaved Bi-directional Dc-DC Converter Menggunakan Kontrol Logika Fuzzy pada Hybrid Energy Sources System (Hess)

Abstract

Penggunaan energi listrik semakin meningkat seiring majunya teknologi dan pertumbuhan masyarakat. Data dari ESDM tahun 2021 menunjukkan peningkatan total konsumsi energi listrik dari 215 Triliun Watt Hours (TWh) pada tahun 2013 menjadi 290 TWh pada tahun 2020, menunjukkan ketergantungan masyarakat terhadap penyediaan energi listrik semakin meningkat. Peningkatan ini menjadikan penggunaan energi fosil semakin meningkat, sehingga penggunaan Energi Baru Terbarukan (EBT) menjadi solusi untuk mengurangi penggunaan energi fosil yang berlebih. Salah satu EBT yang berkembang pesat adalah Photovoltaic (PV) sebagai sumber listrik karena memiliki manfaat yang ramah lingkungan dan energi tak terbatas. Penggunaan PV akan lebih menguntungkan di jangka panjang sebagai sumber energi pengganti di Indonesia karena pasokan radiasi matahari yang melimpah. Meskipun PV memiliki manfaat, ada beberapa tantangan dalam penggunaannya. Proses pembangkitan energi surya yang bergantung pada waktu dan cuaca menyebabkan energi yang dihasilkan menjadi tidak konsisten, seperti adanya intermitten PV yang mengalami ketergantungan pada penyinaran matahari dan suhu yang dipengaruhi oleh cuaca. Selain itu, tenaga surya tidak tersedia pada malam hari. Oleh karena itu, perlu dirancang sistem yang dapat mempertimbangkan agar sumber EBT tersebut dapat bekerja secara optimal, seperti Hybrid Energy Sources System (HESS), yaitu sistem yang menggabungkan dua atau lebih sumber energi dalam satu penyimpanan untuk menghasilkan energi hibrida. Penelitian ini berfokus pada penggunaan topologi sistem BDC yaitu Interleaved Bidirectional Converter untuk memperbaiki performa konverter DC-DC dua arah pada sistem HESS. Tujuannya adalah menciptakan keluaran sistem yang lebih stabil dan kontinuitas energi. Penggunaan metode fuzzy digunakan dalam penelitian ini untuk mempercepat respon sistem dalam mode buck atau mode boost. Hasil penelitian menunjukkan bahwa mode buck mampu menjaga tegangan tetap pada 14 Volt dengan efisiensi sebesar 86% saat menggunakan beban 1 Ohm. Mode buck juga mencapai efisiensi hingga 93.78% dalam proses charging baterai dengan menjaga tegangan tetap pada 14,4 Volt sesuai set point yang ditetapkan. Pada data charging mode buck, tegangan tetap dipertahankan pada 14,4 Volt setelah mencapai 115 menit pengisian baterai untuk konstan tegangan, dan 105 menit sebelumnya untuk konstan arus. Sementara itu, mode boost mampu menjaga tegangan tetap pada 24 Volt dengan mengurangi lebar pulsa dari sinyal PWM untuk menyesuaikan daya yang disalurkan ke beban agar tetap sesuai dengan kebutuhan dan menghasilkan tegangan keluaran yang konstan.