Implementasi Boost Converter dengan Kontrol ND pada Tegangan Output Solar Charger

Abstract

Kebutuhan akan energi listrik semakin hari kian meningkat. Peningkatan energi listrik disebabkan oleh teknologi modem yang sebagian besar menggunakan energi listrik sebagai sumber tenaganya. Di Indosensia sendiri khususnya pulau Jawa - Bali menggunakan PLTU (Pembangkit Listrik Tenaga. Uap) sebagai sember tenaga listrik. PLTU sendiri menggunakan batubara sebagai bahan utama untuk mengasilkan uap dan kemudian dijadikan energi listrik yang mana jika digunakan secara terus-menerus akan habis. Energi terbarukan akan menjadi solusi dari permasalahan semakin penipisnya sumber daya fosil sebagai bahan utatna pembuatan energi listrik. Bentuk energi terbarukan yang paling banyak dan memiliki konsisten di negara tropis adalah radiasi matahari. Radiasi matahari dapat diubah dan dimanfaatkan sebagai sumber energi listrik dengan menggunakan panel surya. Panel surya mampu mengubah energi dari radiasi matahari menjadi listrik namun tegangan yang diperoleh akan berubah-ubah sesuai dengan besar atau kecilnya radiasi matahari. Ketidakstabilan dari tegangan keluaran panel surya akan membuat komponen yang menggunakan sumber ini akan mengalami kerusakan. Pada penelitian ini akan menstabilkan hasil keluaran dari panel surya, tidak hanya distabilkan namun juga akan menaikkan tegangan sebesar 24 V untuk mengisi daya baterai. Panel surya yang digunakan sebesar 10 WP dengan jenis polymystalline dan baterai yang digunakan sebagai beban adalah baterai lead acid 4 V dengan kapasitas masing-masing 1950 mAh disusun secara seri sebanyak 6 buah agar menghasilkan 24 V. Pada penelitian ini akan menguji serta menganalisa karakteristik panel yang digunakan agar dapat menentukan parameter masukan boost converter. Pengujian juga akan dilakukan pada baterai untuk melihat karakteristiknya hal ini digunakan untuk merancang boost converter sebagai parameter keluaran. Pada boost converter ini menggunakan sistem kontrol PID Ziegle-Nichols tipe 2 atau tipe close loop. Sistem kontrol ND ZN 2 ini memiliki fungsi close loop yang artinya PID akan terus melakukan perulangan sampai tegangan output sesuai dengan selpoint. Parameter PID melalui metode ZN 2 diperoleh nilai Kp = 2,4 ; Ki = 2,2857; Kd = 0,63. Setpoint pada boost convener dibuat 28 V agar tegangan serta energi yang masuk pada baterai dapat masksimaI. Pada saat analisa data boost converter tanpa kontrol tegangan output tidak stabil atau mengikui dari besar radiasi matahari yaitu berkisar antara 24,33 V - 28,74 V sedangkan ketika menggunakan kontrol ND tegangan yang dihasilkan stabil yaitu sebesar 28,11 V. Pada analisa data pengujian keseluruhan sistem yaitu panel surya sebagai sumber energi kemudian masuk ke boost convener dengan kontrol PID yang kemudian mengisi baterai, terlihat tegangan charging drop dan memerlukan waktu yang lama menuju setpoint yaitu selama 1 jam 45 menit berbeda ketika menggunakan beban resistor yang mana tegangan sempat drop namun dengan cepat kembali ke setpoint dengan waktu hanya 16 ms. Pengisian baterai dengan menggunakan sumber panel surya lebih lama yaitu 6 jam 25 menit sedangkan pengisian baterai dengan menggunakan catu daya hanya membutuhkan waktu 6 jam.