judul skripsi

1 BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Permasalahan energi merupakan salah satu masalah serius yang menjadi
pusat perhatian saat ini. Salah satu energi yang dibutuhkan manusia dan
jumlahnya terus bertambah sepanjang tahun adalah energi listrik. Sebagian besar
energi listrik diperoleh dari bahan bakar fosil yang terbatas jumlahnya. Jika tidak
dicari alternatif lain untuk memperoleh energi listrik, maka suatu saat energi fosil
ini akan habis dan kebutuhan energi listrik tidak terpenuhi.
Salah satu alternatif yang bisa digunakan adalah dengan menggunakan
distributed generation (DG) sebagai sumber energi listrik. DG ini merupakan
pembangkit tenaga listrik yang ramah lingkungan, bisa berupa sel surya atau
kincir angin yang merupakan energi terbarukan. Masalah lain yang timbul adalah
keluaran DG yang berupa panel surya biasanya berupa tegangan DC, maka perlu
dikonversi menjadi tegangan AC agar bisa terhubung ke beban. Dengan adanya
teknologi power electronic, konversi dari tegangan DC ke tegangan AC bisa
dilakukan, umumnya dengan menggunakan teknologi inverter.
Pada beban yang telah memakai energi listrik dari grid, penambahan DG
bisa dilakukan sebagai penghemat energi, yaitu dengan memberikan daya dari DG
ke beban bersama dengan daya dari grid. Artinya, beban disuplai dengan du
sumber, yaitu DG dan grid. DG yang terkoneksi dengan grid harus tersinkronisasi
agar bisa menyuplai daya secara bersamaan. Sinkronisasi sumber DG ini
1
2
dilakukan melalui inverter. Inverter perlu beberapa sistem tambahan agar bisa
tersinkronisasi dengan grid dan juga berfungsi sesuai yang diinginkan. Sistem
tambahan dalam inverter inipun juga perlu beberapa pengaturan parameter agar
bisa berfungsi dengan baik.
DG sebaiknya tidak digunakan terus menerus karena kapasitasnya yang
terbatas. Salah satu cara untuk mengoptimalkan DG yaitu dengan mengatur DG
hanya mengirimkan daya saat grid telah menyuplai beban mencapai nilai
puncaknya. Penyaluran daya ke beban oleh DG diatur pada bagian inverter.
Pengoptimalan tersebut lebih baik tidak dilakukan secara manual, karena selain
merepotkan, juga bisa mengurangi efisiensi DG.
Penelitian ini membahas sinkronisasi inverter dengan grid, sistem-sistem
tambahan pada inverter, perancangan pengaturan pengoptimalan operasi inverter,
dan parameter-parameter yang mempengaruhi kerja sistem secara keseluruhan.
Penelitian secara simulasi ini dilakukan untuk mengamati kerja sistem sebelum
nantinya dibuat alat sebenarnya.
1.2 Rumusan Masalah
Rumusan masalah dalam skripsi ini adalah :
1. Bagaimana mengintegrasikan DG dengan grid sehingga bisa bekerja secara
paralel?
2. Apakah metode pembuatan sinyal orthogonal pada transformasi dq
berpengaruh pada kestabilan sistem?
3
3. Metode pembuatan sinyal orthogonal apakah yang mempunyai respon paling
baik pada sistem?
4. Apa saja yang mempengaruhi kerja phase locked loop (PLL)?
5. Bagaimana sistem bisa menyesuaikan tegangan grid yang mengalami
gangguan?
6. Apa yang mempengaruhi pengendalian arus inverter?
7. Bagaimana kendali otomatis inverter agar hanya bekerja saat beban lebih?
8. Bagaimana kerja saklar kendali otomatis inverter saat kondisi transisi?
1.3 Batasan Masalah
Beberapa batasan dalam simulasi :
1. Simulasi menggunakan perangkat lunak PSIM versi 9.0.
2. Semua komponen yang digunakan dalam simulasi merupakan komponen
ideal.
3. Sumber DC inverter dibuat konstan 350 VDC.
4. Tidak membahas batas energi dan sumber energi tegangan DC inverter
berasal.
5. Frekuensi, sudut fase, dan besarnya tegangan grid diasumsikan tetap.
6. Beban yang digunakan adalah beban resistor.
7. Inverter tidak menghasilkan daya reaktif.
8. Pada keseluruhan sistem, tegangan grid dibuat normal, tidak terdistorsi dan
tidak kedip.
9. Tidak membahas mekanisme inverter menyerap daya dari grid.
4
1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut :
1.
Merancang operasi inverter terhubung paralel dengan grid.
2.
Mengetahui pengaruh metode yang digunakan dalam pembuatan sinyal
orthogonal pada transformasi dq
3.
Mengetahui metode dalam pembuatan sinyal orthogonal yang mempunyai
respon paling baik pada sistem
4.
Merancang PLL yang bisa mengunci fase tegangan grid baik dalam keadaan
normal maupun saat ada gangguan
5.
Merancang sistem pengendalian close loop dengan pengendalian PI pada
inverter agar bisa menghasilkan daya aktif sesuai dengan daya referensi yang
diberikan
6.
Merancang saklar otomatis operasi inverter yang hanya beroperasi pada
beban lebih.
1.5 Sistematika Penelitian
Laporan skripsi ini merupakan sebuah karya tulis yang akan dipaparkan
dalam lima bab. Bab pertama merupakan bab pendahuluan. Bab pertama ini berisi
tentang latar belakang masalah, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan
penelitian, dan sistematika penelitian.
Bab kedua merupakan bab dasar teori. Bab kedua ini menjelaskan tentang
teori-teori dasar penelitian integrasi inverter dengan grid, antara lain : phase
5
locked loop (PLL), Quadrature signal generator (QSG), konsep dasar inverter,
dan perhitungan daya dengan transformasi dq.
Bab ketiga adalah bab perancangan simulasi. Bab ketiga ini menjelaskan
tentang prinsip kerja alat secara umum, proses jalannya penelitian dilakukan, serta
perancangan rangkaian simulasi inverter sebagai penambah daya
Bab keempat adalah bab hasil dan pembahasan. Bab ini berisi data hasil
simulasi disertai dengan pembahasannya.
Bab kelima adalah bab kesimpulan dan saran. Bab ini berisi kesimpulan
dari
pembahasan
yang
telah
dipaparkan
dan
pengembangan sistem untuk tahap-tahap selanjutnya.
juga
saran-saran
untuk