Perancangan Boost Converter Penstabil Tegangan pada Pembangkit Listrik Gelombang Air Laut Tipe Pelampung dengan Metode PID

Abstract

Indonesia merupakan negara yang menempati urutan keempat sebagai negara dengan jumlah penduduk tertinggi di dunia, Seiring dengan peningkatan jumlah penduduk di Indonesia juga menyebabkan peningkatan kebutuhan akan energi listrik. Sehingga, diperlukan sumber energi alternatif yang ramah lingkungan sebagai penggantinya salah satunya adalah gelombang air laut. Pembangkit listrik tenaga gelombang air laut dengan generator linier memanfaatkan osilasi atau pergerakan gelombang air laut yang ditangkap oleh pelampung. Tegangan yang dihasilkan dari pembangkit jenis ini sangat bergantung pada jumlah lilitan, besar medan magnet, besar volume pelampung, serta frekuensi dari gelombang tersebut. Oleh karena itu, untuk meningkatkan dan menstabilkan tegangan keluaran diperlukan sebuah konverter terkontrol. Konverter diperlukan untuk meningkatkan tegangan keluaran menjadi lebih tinggi yang disebut dengan Boost Converter. Tetapi, konverter itu hanya dapat menaikkan tegangan dan tidak dapat menstabilkan tegangan sehingga perlu dikombinasikan dengan pengendali. Pengendali PID adalah salah satu jenis sistem kontrol yang sederhana yang dapat menjaga stabilitas kerja sistem karena termasuk jenis kontrol dengan loop tertutup. Sehingga, perancangan boost converter ini diharapkan untuk membuat sistem yang dapat meningkatkan dan menjaga kestabilan tegangan keluaran dari generator linear pada pembangkit listrik gelombang air laut berbasis pelampung. Perancangan boost converter digunakan untuk menstabilkan tegangan yang dihasilkan oleh generator linier dengan translator berupa pelampung yang terpasang dengan lilitan berjumlah 10.000 lilitan dan stator berupa magnet berjumlah 15 buah yang terhubung dengan pangkal penyangga. Boos converter yang dirancang digunakan untuk menaikkan tegangan dari 5V-9V menjadi 12V. Hasil perancangan berupa nilai duty cycle yang memiliki rentang 25%-58.33% dan nilai induktansi sebesar 2.27mH dan kapasitansi sebesar 314µF. Sistem kontrol yang digunakan merupakan kontrol PID dengan nilai parameter diperoleh menggunakan metode penelaan try and error yang disimulasikan dengan aplikasi MATLAB dan diperoleh parameter Kp 0.6088, Ki 0.6 dan Kd 0.000005. Boost converter yang dirancang berhasil meningkatkan tegangan menjadi 12V dengan variasi tegangan input sesuai dengan karakteristik gelombang air laut pada Pantai Watu Ulo dengan tegangan maksimal sebesar 7.54V dan tegangan minimal 5.84V. Berdasarkan pengujian pembangkit listrik tenaga gelombang air laut yang dilakukan di pantai Watu Ulo dapat diketahui penggunakan boost converter terkontrol PID dapat meningkatkan tegangan dan menstabilkan tegangan keluaran pada nilai ratarata 12.025V serta nilai efisiensi keseluruhan boost converter sebesar 83.49%.