BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang Listrik

BAB I
PENDAHULUAN
I.1
Latar Belakang
Listrik merupakan kebutuhan yang sangat penting bagi kehidupan manusia
dan pertumbuhan lingkungan. Pemenuhan energi listrikpun semakin meningkat
seiring dengan berlalunya waktu. Pemenuhan energi listrik yang pada awalnya
memakai bahan bakar fosil, sekarang mulai digantikan dengan sumber energi dari
energi terbarukan. Pemanfaatan sumber energi baru terbarukan ini pada awalnya
memang tidak mudah, pola pikir masyarakat Indonesia yang masih berlingkup pada
ketersediaan energi fosil, ditambah dengan investasi yang tidak murah, membuat
energi terbarukan masih kalah populer jika dibandingkan dengan energi fosil.
Tapi di lain hal, energi terbarukan mempunyai kebermanfaatan yang lebih
dan berkelanjutan. Khususnya sampai saat ini salah satu yang paling populer adalah
energi surya. Adapun konversi energi surya juga sudah banyak dimanfaatkan pada
rumah-rumah penduduk dan gedung bertingkat di dalam maupun di pinggiran kota.
Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) di Indonesia juga sudah mulai
digalakkan. Aplikasi yang paling populer adalah Solar Home System (SHS), aplikasi
dari sistem tenaga surya ini digunakan untuk memenuhi kebutuhan listrik untuk
rumah, gedung, maupun sarana perkantoran. Selain itu juga ada aplikasi Solar Water
Pumping System (SWPS) yang biasanya dibangun untuk kebutuhan sosial yaitu air
bersih di lokasi yang sulit air dan tidak ada jaringan listrik seperti di beberapa tempat
di Gunung Kidul, Yogyakarta. Selain kedua hal tersebut, masih ada beberapa aplikasi
lain tentang tenaga surya, misal Penerangan Jalan Umum, Traffic light, dan
sebagainya. Salah satu instalasi PLTS yang terbesar adalah di Pandansimo, Bantul,
DIY. Sistem pembangkit listrik di Indonesia masih harus dikembangkan dari sisi
teknis, terutama untuk proteksi dan optimalisasi, yaitu dengan controller.
1
2
Controller pada sistem PLTS ada 2 jenis, yaitu charge controller dan
Maximum Power Point Tracker (MPPT). MPPT ini digunakan sebagai langkah untuk
optimalisasi panen energi, yaitu dengan mengatur tegangan keluaran panel surya
supaya terjadi transfer energi yang maksimum.
I.2
Perumusan Masalah
Pada pengoperasian sistem PLTS, seringkali transfer daya yang terjadi tidak
maksimum. Hal ini terjadi pada panel surya yang dihubungkan langsung dengan
baterai tanpa controller. Tegangan pengisian mengikuti tegangan baterai, padahal
pada tegangan ini transfer daya yang terjadi bukan pada puncaknya, akibatnya
banyak energi yang terbuang. Hal tersebut dapat dilihat pada karakteristik panel
surya, yaitu kurva V-I. Bentuk kurva V-I ini tidak linier dan tergantung dari suhu dan
level irradiasi matahari. Dalam kurva tersebut terdapat nilai Voc, yatu tegangan
ketika panel surya terhubung open circuit. Pada tegangan ini tidak ada arus mengalir.
Lalu ada Isc, dimana pada titik ini terdapat arus short circuit. Dalam kurva tersebut
juga terdapat sebuah titik dimana transfer daya maksimum terjadi, yaitu pada
koordinat (Vmpp,Impp). Titik inilah yang dinamakan Maximum Power Point (MPP)
atau titik daya maksimum.
Pada penelitian ini dilakukan perancangan perangkat MPPT. Perangkat
MPPT ini didesain untuk menjejak titik MPP pada setiap rentang waktu tertentu, lalu
mengubah tegangan operasional ke tegangan Vmpp dengan buck converter. Proses
pengubahan tegangan pada buck converter menggunakan switching mode Pulse
Width Modulation (PWM) dengan pengendalian logika fuzzy metode Tsukamoto.
Penelitian ini mempunyai lingkup kajian berupa:
1.
Menggunakan rangkaian buck converter sebagai pengubah tegangan.
2.
Menggunakan kombinasi algoritma Tegangan Konstan dan Perturb &
Observ.
3
3.
Menggunakan kontrol fuzzy untuk pengendalian tegangan.
4.
Media penyimpanan energi menggunakan baterai, tapi tidak dibahas
secara detil tentang proteksi baterai terhadap pengisian maupun
pengosongan berlebih.
I.3
Tujuan Penelitian
1.
Menerapkan algoritma Tegangan Konstan dan Perturb & Observ pada
sistem MPPT pada proses penjejakan titik MPP.
2.
Menerapkan kontrol fuzzy pada proses pengendalian tegangan.
3.
Mendesain dan merancang rangkaian pensaklaran PWM dan
rangkaian buck converter untuk efisiensi sistem yang maksimum.
4.
Membuat perangkat MPPT berbasis mikrokontroler Atmega untuk
panel surya dengan tegangan operasi 12V dan arus maksimal 20 A.
I.4
Manfaat Penelitian
1.
Hasil dari penelitian dapat mengoptimalkan transfer energi sistem
PLTS.
2.
Sebagai inovasi dalam instrumentasi teknologi energi terbarukan,
khususnya tenaga surya.