Pemodelan Multi-Input Buck-Boost Converter untuk Maximum Power Point Tracking (MPPT) Panel Surya
Abstract
Salah satu energi terbarukan yang ada yaitu energi matahari. Pada panel
surya terdapat sel surya yang merupakan alat penangkap energi matahari berupa
intensitas atau iradiasi cahaya matahari. Konverter DC-DC adalah komponen
penting dari elektronika daya yang membantu secara langsung mengubah energi
listrik dari satu format ke format lainnya. Sistem PV besar sulit untuk disesuaikan
karena nilai tegangan yang berbeda di setiap blok dan siklus tugas yang berbeda
yang diperlukan. Oleh karena itu, lebih efektif untuk membagi sistem PV besar
menjadi bagian-bagian yang lebih kecil untuk mencapai kinerja maksimum.
Konverter ini memiliki topologi sirkuit sederhana, kontrol terpusat, keandalan
tinggi, dan biaya produksi rendah. Untuk itu diperlukan penggunaan multi input
converter untuk mengurangi jumlah komponen DC-DC konverter konvensional
yang dipakai untuk tiap panel surya.
Pada rancangan desain dan simulasi menggunakan simulink/MATLAB ini,
akan digunakan spesifikasi diantaranya yaitu 2 penempatan panel surya sebesar
150WP masing-masing 5 string dengan besar Voc dan Isc yaitu 41.5V dan 5.06A,
Vmp dan Imp masing-masing sebesar 34.5V dan 4.35A, serta besar Vmp 150W
pada masing-masing string, dengan kondisi suhu 25℃. Dilengkapi dengan baterai
dengan tegangan nominal 36V dengan kapasitas 10Ah. Serta frekuensi
pensakelaran sebesar 20kHz. Pengujian simulasi dilakukan terhadap tegangan,
arus dan daya keluaran pada panel surya.
Pengujian simulasi menggunakan 2 kondisi, diantaranya yaitu pada saat
kondisi paparan iradiasi sama dan pada saat mengalami naungan sebagian atau
mendapat paparan iradiasi berbeda. Pada kondisi pertama dilakukan simulasi
dengan pengujian iradiasi sebesar 1000W/m2
dan berkurang hingga 0W/m2
pada
t= 0.5s. Daya pada masing-masing panel berada pada kisaran 300-500W dan
kemudian terkurangi menjadi 0W. Daya beban berosilasi dari 2300W menjadi
800W pada t=0.5s karena perubahan catu daya yang tiba-tiba dan kemudian
kembali naik menjadi 1800W. Kemudian baterai mengirimkan dayanya. Setelah
perubahan iradiasi, daya baterai menjadi positif yang menunjukkan bahwa baterai
sedang dikosongkan atau mengalami discharging. Filter keluaran bersifat
menyerupai sinusoidal. Disimpulkan bahwa selama tidak ada suplai dari panel,
baterai akan mempertahankan tegangan yang sama di seluruh DC-link untuk
mempertahankan tegangan beban konstan. Setelah penyinaran bernilai nol, arus
baterai menunjukkan pengosongan baterai begitu pula State Of Charge (SOC)
baterai awal diambil sebesar 48% dengan tegangan 39V, yang mana tegangan
maksimum baterai adalah 39V. Karena pada kondisi tersebut tegangan baterai
mendekati atau sama dengan tegangan maksimum. Oleh karena itu, duty cycle
sakelar T2 akan ixonverte tinggi, karena duty cycle bergantung pada tegangan
pemutus atau tegangan cutoff, yaitu 27V. Pada kondisi kedua ini bertujuan untuk
mengetahui respon daya baik pada panel surya, beban, dan pada baterai kondisi
menerima jumlah iradiasi yang berbeda. Panel 1 dan 2 diberi iradiasi konstan
500W/m2
dan 700W/m2
. Daya yang dihasilkan sekitar 390W dan sekitar 550W
pada masing-masing panel. Kurva daya beban tetap sama seperti pada kondisi
pertama. Baterai dalam mode pemakaian atau discharging. Tegangan beban dan
arus tetap sama seperti dalam pengujian pertama.
Dapat dilihat keuntungan dari topologi ini bahkan ketika pada keadaan panel
surya mengalami iradiasi yang berbeda pada tiap panel surya. Dalam hal ini, sama
halnya dengan metode konvensional, mencari atau menghitung nilai GMPPT
tidak lagi diperlukan.
Collections
- UT-Faculty of Engineering [4083]