40
BAB IV
PENGUJIAN SISTEM DAN ANALISIS
Pada bab ini akan ditunjukkan tentang hasil pengujian alat dan kemudian dilakukan analisis dari hasil pengujian. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui cara kerja dan tingkat keberhasilan alat.
4.1. Pengujian Buck Converter dan Boost Converter
Buck dan boost converter dirancang memiliki keluaran 14,4 Volt. Pengujian dilakukan untuk pengecekan keluaran dari kedua konverter tersebut. Pengujian buck converter dilakukan dengan memberi tegangan masukan dari 20 Volt kemudian diturunkan secara perlahan hingga 0 Volt, sedangkan untuk boost converter diberi tegangan masukan 0 Volt kemudian dinaikkan secara perlahan hingga 20 Volt. Dari hasil pengujian didapat :
Tabel 4.1. Hasil Pengujian Buck dan Boost Converter Tegangan Masukan
(Volt)
Tegangan Keluaran (Volt) Buck Converter Boost Converter
0 0 0
5 5 14,3
10 10 14,3
15 14,2 15
20 14,2 20
Dari hasil pengujian di atas, didapat bahwa buck dan boost converter yang telah dirancang dapat bekerja dan dapat digunakan untuk mengisi baterai lead-acid 12 Volt.
4.2. Pengujian Panel Surya tanpa MPPT-P&O untuk Pengisian Baterai Lead-Acid
41
delayMicroseconds(10); }
return(sum/8); }
int sensor(){
sp_v = average(spv) * spv_const;
sp_i = average(spi) * spi_const - spi_offs; bat_v = average(btv) * btv_const;
l_i = average(li) * li_const - li_offs; sp_w = sp_v * sp_i;
Serial.print(sp_v, DEC); Serial.print(", ");
Serial.println(sp_i, DEC); delayMicroseconds(2000); }
Nilai dari konstanta spv_const, spi_const, dan spi_offs adalah nilai untuk mendapat tegangan dan arus sebenarnya. Sebelum melakukan pembacaan dengan sensor-sensor tersebut, dilakukan kalibrasi agar nilai dari perhitungan sesuai dengan keluaran sebenarnya. Kalibrasi pada sensor tegangan dilakukan dengan mengukur nilai
resistor. Dari kalibrasi ini didapat nilai resistor untuk panel surya sebesar 9,87 kΩ dan 2,703 kΩ. Kemudian, nilai spv_const didapat dengan :
spv_const = ∗ . �+ , �
∗ , � = , 9
Sedang untuk kalibrasi sensor arus, dilakukan dengan mencari keluaran dari ACS712 saat dihubung singkat. Pada pembacaan analogRead Arduino, didapat nilai sebesar 510, kemudian nilai dari spi_offsdidapat dengan :
spi_offs = ∗
∗ . = ,
42
>> data1 = readtable('noncharge.csv'); >> teg1 = data1{1:end,1};
>> arus1 = data1{:,1:end};
>> teg1_arus1_rerata = mean(data1{:,1:end})
teg1_arus1_rerata =
19.1847 0.8370 >> daya1 = teg1.*arus1; >> daya1rerata = mean(daya1)
daya1rerata =
16.0572
43
Gambar 4.2. Grafik keluaran panel surya
Dari nilai-nilai di atas, didapat rata-rata untuk tegangan adalah 19,1847 Volt, arus 0,8370 Ampere, dan daya 16,0572 Watt. Setelah itu, dilakukan pengisian terhadap baterai langsung dari panel surya. Seperti pengambilan data sebelumnya, maka didapat keluaran rata-rata sebagai berikut :
>> data2 = readtable('charge.csv'); >> teg2 = data2{1:end,1};
>> arus2 = data2{:,1:end};
>> teg2_arus2_rerata = mean(data2{:,1:end})
teg_arus_rerata =
12.3628 0.6841 >> daya2 = teg2.*arus2; >> daya2rerata = mean(daya2)
daya2rerata =
44
45
Gambar 4.4. Grafik keluaran pengisian baterai dengan panel surya tanpa MPPT-P&O Didapat rata-rata tegangannya 12,3628 Volt, arusnya 0,6841 Ampere, dan daya 8,4571 Watt. Tegangan ini turun dan menyesuaikan tegangan dari baterai yang diisi ulang, yaitu 12,3 Volt. Untuk mengisi baterai lead-acid 12 Volt, diperlukan tegangan antara 2,3 Volt hingga 2,4 Volt tiap selnya, atau 13,8 Volt hingga 14,4 Volt. Akan tetapi, panel surya ketika digunakan untuk mengisi baterai akan mengalami penurunan tegangan sesuai dengan kapasitas baterai yang tersisa. Hal ini mengakibatkan panel surya tidak bisa secara maksimal digunakan untuk mengisi baterai secara langsung.
4.3. Pengujian Panel Surya dengan MPPT-P&O untuk Pengisian Baterai Lead-Acid
Pengujian ini dilakukan dengan menghubungkan panel surya dengan sistem untuk melakukan pengisian terhadap baterai dan diambil sampel dengan rentang waktu 15 menit. Sistem yang dijalankan adalah MPPT-P&O sebagai berikut :
void charge(){
switch(charge_con){ case on :
if(bat_v <= 12.5){ if(sp_w <= old_spw){ if(sp_v <= old_spv){ buck_off;
boost_on; }
46
Setelah data didapat, penghitungan rata-rata tegangan, arus, dan daya keluaran panel surya dengan MPPT-P&O menggunakan :
>> data3 = readtable('chargesys.csv'); >> teg3 = data3{1:end,1};
>> arus3 = data3{:,1:end};
>> teg3_arus3_rerata = mean(data3{:,1:end})
teg_arus_rerata =
14.2002 0.7315 >> daya3 = teg3.*arus3; >> daya3rerata = mean(daya3)
daya3rerata =
47
48
Gambar 4.6. Grafik keluaran pengisian baterai dengan panel surya serta MPPT-P&O Dengan rata-rata tegangan sebesar 14,2002 Volt dan arus 0,7315 Ampere, sehingga menghasilkan daya rata-rata sebesar 10,3883 Watt. Dari grafik pada Gambar 4.6. di atas, dapat dilihat bahwa keluaran dari sistem adalah 13,9 Volt hingga 14,3 Volt. Dengan tegangan tersebut, maka panel surya dapat digunakan untuk mengisi baterai.
4.4. Pengujian Saklar Beban
Pada pengujian ini, beban lampu 12 Volt beserta potensiometer 10 kΩ dipasang.
Saklar beban akan aktif ketika kondisi baterai di atas 11,5 Volt dan daya dari panel surya kurang dari 2 Watt.
void load_con(){
if(sp_w < sp_low_pow && load_stop < bat_v){ load_on;
lcd.setCursor(17,1); lcd.print(" ON"); lcd.setCursor(14,2); lcd.print(l_i,2); }
else{
load_off;
49
Dari data yang didapat, ketika tegangan baterai 12,3 Volt dan panel surya dilepas, lampu yang disambung dengan sistem dapat menyala dengan arus 0,2 Ampere.
Tabel 4.2. Hasil Pengujian Saklar Beban Daya Solar Panel
4.5. Pengujian MPPT-P&O dengan Catu Daya
Pengujian sistem menggunakan catu daya dilakukan untuk mengetahui kinerja sistem. Berikut adalah perbandingan arus pengisian menggunakan sistem dan tanpa menggunakan sistem :
50
