RESUME
Rancang Bangun Maximum
Power Point Tracking
pada Panel Photovoltaic Berbasis Logika Fuzzy di Buoy
Weather Station
Oleh Bayu Prima Juliansyah Putra, Aulia Siti Aisjah, dan Syamsul Arifin
JURNAL TEKNIK POMITS Vol.
2,
No. 2, (2013)
ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print)
Salah
satu aplikasi yang sering
digunakan dalam bidang energi terbarukan
adalah panel photovoltaic. Panel ini memiliki
prinsip kerja berdasarkan efek
photovoltaic dimana lempengan logam akan menghasilkan
energi listrik apabila diberi intensitas
cahaya. Untuk
menghasilkan daya keluaran panel yang maksimal,
maka diperlukan suatu algoritma yang biasa disebut Maximum Power Point Tracking (MPPT). MPPT yang diterapkan pada sistem photovoltaic berfungsi
untuk mengatur nilai tegangan keluaran panel
sehingga titik kerjanya beroperasi
pada kondisi maksimal. Algoritma
MPPT pada panel ini telah dilakukan dengan menggunakan logika fuzzy melalui
mikrokontroler Arduino Uno sebagai pembangkit sinyal Pulse Width Modulation (PWM) yang akan dikirimkan menuju DC-DC Buck Boost
Converter. Keluaran dari buck boost converterakan dihubungkan secara
langsung dengan buoy weather station untuk menyuplai energi listrik
tiap komponen yang berada di
dalamnya. Untuk menguji performansi dari algoritma
MPPT yang telah dirancang, maka sistem
akan diuji menggunakan variasi beban antara metode direct-coupled
dengan MPPT menggunakan logika fuzzy. Hasil pengujian
menunjukkan bahwa MPPT dengan logika fuzzy dapat menghasilkan daya maksimum daripada direct-coupled.
Pada sistem panel photovoltaic ini memiliki range efisiensi
33.07589 % hingga 74.25743 %. Daya mak-simal
dapat dicapai oleh sistem untuk
tiap variasi beban dan efisiensi maksimal
dapat dicapai pada beban
20 Ohm dari hasil pengujian sistem MPPT.
Langkah awal yang dilakukan dalam penelitian
ini adalah merancang desain sistem panel dengan menanamkan al-goritma Maximum
Power Point Tracking (MPPT) dalam sistem tersebut. Sistem panel surya yang
dirancang dalam penelitian ini telah diintegrasikan atau digabungkan dengan beberapa
komponen rangkaian elektronik seperti sensor arus (ACS712 5A), sensor tegangan
(voltagedivider), DC-DC converter, dan mikrokontroler sebagai
pusat pengaturan dari sistem panel photovoltaic.
Keluaran dari photovoltaic berupa tegangan dan arus listrik akan menjadi masukan ADC
dari mikrokontroler Arduino Uno. Kedua macam keluaran tersebut akan diolah oleh
logika fuzzy yang telah ditanamkan di dalam mikrokontroler. Selain itu,
keluaran tersebut dihubungan dengan DC-DC Converter
dan disalurkan menuju beban system yang terintegrasi. Dalam system ini variabel
yangdimanipulasi oleh Duty Cycle (D).
Duty Cycle merupakan perbandinan
waktu sinyal PWM untuk bernilai ON atau switch
off dengan waktu sinyal PWM untuk bernilai OFF atau switch off.
Voltage divider digunakan untuk membaca nilai
tegangan pada keluaran panel photovoltaic. Sebelumnya digunakan regulator DC
untuk mengubah masukan tegangan ke voltage divider. Sensor tegangan dapat
membaca tegangan dari ADC mikrokontroler untuk masukan dari 0 V hingga 20 V.
Panel photovoltaic yang digunakan
memiliki spesifikasi keluaran arus listrik hingga 1,25 ampere. Sensor arus
ACS712 digunakan untuk membaca besar arus listrik pada keluaran panel. Buck
Boost Converter digunakan untuk menaikan atau menurunkan level tegangan.
Perancangan Logika Fuzzy
Langkah pertama
dalam merancang suatu logika fuzzy yaitu dengan menentukan masukan dan keluaran
fuzzy. Masukan-masukan system berupa nilai error dan selisih (delta) error yang
diperoleh dari hasil pembacaan tegangan dan arus pada pin analogi input
arduino. Keluaran dari logika fuzzy berupa dutycycle yanga akan diberikan
kepada converter.
Algoritma MPPT
yang dilengkapi dengan logika fuzzy dapat menghasilkan daya maksimal rata-rata
dibandingkan dengan direct-coupled. Dengan buck booster converter dapat meng-efisiensi antara 33,075% hingga 74,257%. Efisiensi
maksimum dapat dicapai pada beban resistor 20Ω. Algoritma MPPT dengan logika
fuzzy mampu menaikan daya rata-rata keluaran panel photovoltaic sebesar 52,72%
dan meningkatkan efisiensi panel rata-rata sebesar 1,4% pada irradiasi sebesar
980,6 W/m2