KATA PENGANTAR
“STUDI PERFORMANSI PHOTOVOLTAIC (PV) DIHUBUNG SERI DAN PARALEL”
Tugas Akhir ini penulis persembahkan untuk kedua orang tua yang telah membesarkan penulis dengan kasih sayang yang tak ternilai harganya dan juga kepada kakak dan abang penulis yang selalu memberikan semangat dan mendoakan penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
Selama penulis menjalani pendidikan di kampus hingga diselesaikannya Tugas Akhir ini, penulis banyak menerima bantuan, bimbingan, dan dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada:
1. Ibu Syiska Yana, S.T., M.T., selaku dosen Pembimbing Tugas Akhir yang telah banyak meluangkan waktu dan pikirannya untuk selalu memberikan bantuan, bimbingan dan pengarahan kepada penulis selama perkuliahan hingga penyusunan Tugas Akhir ini.
2. Bapak Ir. Riswan Dinzi, M.T., selaku Dosen Penguji Tugas Akhir yang telah banyak memberikan masukan demi perbaikan Tugas Akhir ini serta senantiasa memberikan bimbingan selama perkuliahan.
3. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si., selaku Dosen Penguji Tugas Akhir,dan selaku Ketua Departemen Teknik Elektro FT USU yang telah banyak memberikan masukan demi perbaikan Tugas Akhir dan telah banyak memberikan motivasi dan pelajaran selama masa perkuliahan. 4. Bapak Fahmi, S.T., M.Sc., selaku dosen wali penulis yang banyak
memberikan masukan dan pengarahan selama perkuliahan.
5. Seluruh Bapak dan Ibu dosen yang telah mendidik serta memberikanpengalaman hidup yang berharga selama masa perkuliahan kepada penulis.
6. Seluruh staf pegawai Departemen Teknik Elektro FT USU yang telah membantu penulis dalam pengurusan administrasi.
7. Sahabat-sahabat terbaik pemberi saran, motivasi, dukungan dan cerita yang sangat sering membantu penulis selama masa pengerjaan Tugas Akhir: Wiratman, Ely, Arif Piliang, Mahatir, Guntur, Yudha, Oyen, Juned, Muadzah, Sudarmin, Fajar, Gomgom, Valentino, Bobby, Ricart, Rio, Begin, Johannes, Marco, Ira, Fauzan, Gading dan seluruh teman-teman stambuk 2012 yang tidak mungkin disebutkan satu per satu.
8. Cici Rinda Shen yang selalu memberikan motivasi, dukungan dan waktu kepada penulis dalam mengerjakan Tugas akhir ini.
9. Kepada teman-teman Team WP GYM yang juga selalu memberikan dukungan kepada penulis.
10.Seluruh abang dan kakak senior serta adik-adik junior yang telah memberikan bantuan dan dukungan.
11.Semua pihak yang tidak dapat penulis tuliskan satu persatu.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini jauh dari sempurna, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan adanya kritik dan saran yang bertujuan untuk menyempurnakan dan memperkaya kajian Tugas Akhir ini.Akhir kata penulis berharap Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi para pembaca.
Medan, September 2016 Penulis,
Yose Gunawan
DAFTAR ISI
Abstak ... i
Kata Pengantar ... ii
Daftar Isi... v
Daftar Gambar ... vii
Daftar Tabel ... x BAB I Pendahuluan ... 1 1.1 Latar Belakang ... 1 1.2 Perumusan Masalah ... 4 1.3 Tujuan ... 5 1.4 Batasan Masalah ... 5 1.5 Manfaat ... 5
BAB II Tinjauan Pustaka ... 6
2.1Sel Surya (Photovoltaic) ... 6
2.1.1 Prinsip Kerja Sel Surya ... 8
2.1.2 Rangkaian Ekivalen Sel Surya ... 13
2.1.3 Kurva Karakteristik Sel Surya ... 16
2.1.4 Faktor Pengoperasian Sel Surya... 21
2.2PV Terhubung Seri dan Paralel ... 22
2.2.1 PV Terhubung Seri ... 23
2.2.2 PV Terhubung Paralel ... 24
BAB III Metode Penelitian ... 26
3.1Tempat dan Waktu ... 26
3.2Bahan dan Peralatan ... 26
3.3Variabel yang Diamati ... 26
BAB IV Hasil dan Analisis ... 30
4.1Umum ... 30
4.2Model Rangkaian ... 31
4.3Hasil Simulasi ... 33
4.3.1 Melihat Karakteristik V-I dan V-P 1 PV... 33
4.3.2 Melihat Karakteristik V-I dan V-P 2 PV dihubung seri ... 41
4.3.3 Melihat Karakteristik V-I dan V-P 2 PV dihubung Paralel ... 48
4.4Perbandingan Performansi PV ... 55
4.4.1 Perbandingan Simulasi 1PV dengna BPSX60 ... 56
4.4.2 Perbandingan Simulasi 2PV dihubung seri dan paralel ... 57
BAB V Kesimpulan dan Saran ... 58
5.1Kesimpulan ... 58
5.2Saran ... 59 Daftar Pustaka
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Pemanfaatan sel surya ... 2
Gambar 2.1 Hirarki Modul Sel Surya (Sel-Modul-Panel-Array)... 8
Gambar 2.2 Prinsip Kerja Sel Surya ... 9
Gambar 2.3 Modul surya dirangkai seri ... 10
Gambar 2.4 P-N Junction Solar Sel ... 11
Gambar 2.5 Rangkaian Ekivalen PV (Sel Surya) ... 13
Gambar 2.6 Kurva Karakteristik Arus-Tegangan dan Daya-Tegangan ... 16
Gambar 2.7 Kurva Karakteristik Akibat Variasi Irradiance Matahari ... 19
Gambar 2.8 Kurva Karakteristik Sel Surya Akibat Variasi Suhu ... 20
Gambar 2.9 Kurva Karakteristik Pembebanan Sel Surya ... 20
Gambar 2.10 Analogi hidrolik dari sambungan listrik seri. ... 23
Gambar 2.11 Kurva Karakteristik Pemasangan PV secara seri ... 24
Gambar 2.12 Analogi hidrolik dari sambungan listrik paralel ... 25
Gambar 2.13 Kurva Karakteristik Pemasangan PV secara paralel ... 25
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ... 27
Gambar 4.1 Blok Diagram 1 PV ... 32
Gambar 4.2 Blok Diagram 2 PV dihubung seri ... 32
Gambar 4.3 Blok Diagram 2 PV dihubung paralel ... 33
Gambar 4.4 Karakteristik (a) V-P dan (b) V-I simulasi 1 PV ... 34
Gambar 4.5 Karakteristik (a) V-P dan (b) V-I simulasi 1 PV dengan iradiansi berubah, suhu tetap... 36
Gambar 4.6 Karakteristik (a) V-P dan (b) V-I simulasi 1 PV dengan iradiansi tetap, suhu berubah... 38 Gambar 4.7 Karakteristik (a) V-P dan (b) V-I dengan Iradiansi rata-rata dan suhu rata-rata ... 39 Gambar 4.8 Karakteristik (a) V-P dan (b) V-I dengan Iradiansi maksimum dan suhu maksimum ... 40 Gambar 4.9 Karakteristik (a) V-P dan (b) V-I dengan Iradiansi minimum dan suhu minimum ... 41 Gambar 4.10 Karakteristik (a) V-P dan (b) V-I simulasi 2 PV seri ... 42 Gambar 4.11 Karakteristik (a) V-P dan (b) V-I simulasi 1 PV dengan iradiansi berubah, suhu tetap... 44 Gambar 4.12 Karakteristik (a) V-P dan (b) V-I simulasi 1 PV dengan iradiansi tetap, suhu berubah... 46 Gambar 4.13 Karakteristik (a) V-P dan (b) V-I dengan Iradiansi rata-rata dan suhu rata-rata ... 47 Gambar 4.14 Karakteristik (a) V-P dan (b) V-I dengan Iradiansi maksimum dan suhu maksimum ... 48 Gambar 4.15 Karakteristik (a) V-P dan (b) V-I dengan Iradiansi minimum dan suhu minimum ... 49 Gambar 4.16 Karakteristik (a) V-P dan (b) V-I simulasi 2 PV dihubung paralel50 Gambar 4.17 Karakteristik (a) V-P dan (b) V-I simulasi 2 PV dihubung seri dengan iradiansi berubah, suhu tetap ... 52 Gambar 4.18 Karakteristik (a) V-P dan (b) V-I simulasi 2 PV dihubung seri dengan iradiansi tetap, suhu berubah ... 54 Gambar 4.19 Karakteristik (a) V-P dan (b) V-I dengan Iradiansi rata-rata dan suhu rata-rata ... 55
Gambar 4.20 Karakteristik (a) V-P dan (b) V-I dengan Iradiansi maksimum dan suhu maksimum ... 56 Gambar 4.21 Karakteristik (a) V-P dan (b) V-I dengan Iradiansi minimum dan suhu minimum ... 57 Gambar 4.22 Karakteristik (a) V-P dan (b) V-I PV BPSX 60 Watt terhubung 21 kali seri dan 6 kali paralel ... 58 Gambar 4.23 Karakteristik (a) V-P dan (b) V-I PV Yingli 60 Watt terhubung 21 kali seri dan 6 kali paralel ... 59 Gambar 4.24 Karakteristik V-I umum BPSX 60 ... 60
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Rata-rata IntensitasRadiasi Matahari (W/m2) ... 3
Tabel 1.2 Rata-rata Suhu Udara (Derajat Celcius)... 3
Tabel 4.1 Parameter panel surya BPSX-60 ... 31
Tabel 4.2 Hasil Simulasi 1 PV ... 35
Tabel 4.3 Hasil Simulasi 1 PV dengan iradiansi berubah, suhu tetap... 36
Tabel 4.4 Hasil Simulasi 1 PV dengan iradiansi tetap, suhu berubah... 37
Tabel 4.5 Hasil Simulasi 2 PV dihubung seri ... 42
Tabel 4.6 Hasil Simulasi 2 PV dihubung seri dengan iradiansi berubah, suhu tetap ... 43
Tabel 4.7 Hasil Simulasi 2 PV dihubung seri dengan iradiansi tetap suhu berubah ... 44
Tabel 4.8 Hasil Simulasi 2 PV dihubung paralel ... 49
Tabel 4.9 Hasil Simulasi 2 PV dihubung paralel dengan iradiansi berubah, suhu tetap ... 50
Tabel 4.10 Hasil Simulasi 2 PV dihubung paralel dengan iradiansi tetap suhu berubah ... 51