Rancang Bangun Catu Daya Tenaga Surya Smart Portable Sebagai Sumber Energi Listrik Alternatif Berbasis MPPT dan IoT

Abstract

Ketersediaan listrik yang belum merata di Indonesia, ditambah kerawanan bencana alam, memerlukan sistem catu daya alternatif yang mandiri, portable, dan mudah dipantau. Penelitian ini merancang catu daya tenaga surya smart portable berbasis panel surya monokristalin 30 Wp, baterai Lithium-ion 12,6 V 14 Ah, buck converter dengan algoritma Maximum Power Point Tracking (MPPT) Perturb and Observe (P&O), serta sistem monitoring Internet of Things (IoT) berbasis ESP32 dan Firebase. Pengujian dilakukan untuk mengevaluasi kinerja panel surya terhadap variasi intensitas cahaya, efisiensi pengisian baterai dengan dan tanpa MPPT, kemampuan sistem menyuplai beban, serta akurasi sensor monitoring. Hasil pengujian menunjukkan bahwa sistem MPPT mampu mengekstrak energi input PV sebesar 90,293 Wh dengan efisiensi konversi 87,97% dan meningkatkan SOC baterai hingga 85%, lebih unggul dibandingkan sistem non-MPPT yang hanya menghasilkan 52,227 Wh dengan SOC akhir 77%. Sistem mampu menyuplai beban lampu 25 Watt selama 4 jam 14 menit dengan total energi 125,79 Wh, mendekati kapasitas efektif baterai sebesar 127 Wh. Hasil pengujian akurasi sensor menunjukkan performa yang bervariasi antar titik pengukuran: sensor INA219 pada sisi input PV mencatat error tegangan 7,86%–12,13% dan error arus 3,71%–8,93%, sensor INA219 pada sisi output converter menunjukkan akurasi lebih baik dengan error tegangan 0,33%–1,37% dan error arus 3,44%–4,18%, sedangkan sensor PZEM-004T pada beban AC memberikan akurasi tertinggi dengan error 0,02%–0,46%. Sistem IoT berbasis ESP32 dan Firebase berhasil mengirimkan dan menampilkan seluruh data sensor tersebut secara real-time melalui dashboard monitoring berbasis web, sehingga kondisi panel surya, baterai, dan beban dapat dipantau secara kontinu dan diakses dari jarak jauh. Penelitian ini membuktikan bahwa integrasi algoritma MPPT dan sistem IoT dapat meningkatkan efisiensi ekstraksi energi surya sekaligus memberikan visibilitas data secara real-time bagi pengguna.