Simulasi Sistem Turbin Angin Berbasis PMSG dengan Implementasi MPPT Menggunakan Metode Perturb and Observe (P&O)

Abstract

Pemanfaatan energi angin sebagai sumber energi terbarukan di Indonesia masih belum optimal meskipun potensi sumber daya angin cukup besar, terutama di wilayah timur Indonesia. Salah satu kendala utama dalam pengembangan pembangkit listrik tenaga angin adalah karakteristik kecepatan angin yang bervariasi serta relatif rendah hingga menengah. Oleh karena itu, diperlukan sistem kendali yang mampu mengoptimalkan daya keluaran turbin angin agar sistem dapat bekerja secara efisien pada berbagai kondisi operasi. Penelitian ini membahas perancangan dan simulasi sistem turbin angin berbasis Permanent Magnet Synchronous Generator (PMSG) yang dilengkapi dengan Maximum Power Point Tracking (MPPT) menggunakan metode Perturb and Observe (P&O). Sistem MPPT diterapkan pada boost DC–DC converter yang berfungsi untuk mengatur tegangan keluaran serta memastikan sistem beroperasi mendekati titik daya maksimum. Penelitian dilakukan melalui simulasi dengan variasi kecepatan angin, variasi beban, dan variasi pitch angle untuk mengetahui pengaruh masing-masing parameter terhadap daya dan efisiensi sistem. Hasil simulasi menunjukkan bahwa peningkatan kecepatan angin menyebabkan kenaikan daya keluaran sistem, sedangkan peningkatan nilai beban menyebabkan penurunan arus dan daya DC yang disalurkan ke beban. Variasi pitch angle juga memengaruhi kinerja sistem, di mana pitch angle 0,5° menghasilkan daya dan efisiensi yang paling optimal dibandingkan pitch angle 0,4°, 0,6°, 10° dan 20°. Metode MPPT P&O terbukti mampu mempertahankan operasi sistem mendekati titik daya maksimum meskipun terjadi perubahan kecepatan angin dan beban.Selain itu, hasil pengujian menunjukkan bahwa boost DC–DC converter memiliki efisiensi yang cukup tinggi, dengan nilai efisiensi berada pada rentang 78,33% hingga 96,31%. Secara keseluruhan, skripsi ini menyimpulkan bahwa penerapan MPPT Perturb and Observe pada sistem turbin angin berbasis PMSG efektif dalam meningkatkan kinerja dan efisiensi sistem, serta berpotensi diterapkan sebagai solusi pengoptimalan daya pada pembangkit listrik tenaga angin skala kecil hingga menengah di Indonesia. Adapun saran yang diberikan antara lain pengembangan sistem lebih lanjut dengan penambahan gearbox, pengujian pada rentang kecepatan angin yang lebih luas, serta penerapan metode MPPT lain sebagai pembanding untuk meningkatkan performa sistem.