Abstrak—Turbin angin merupakan alat dengan sudu berputar yang mengonversikan energi kinetik angin menjadi energi mekanik. Energy mekanik tersebut mengekstrak rotor turbin sehingga generator berputar. Tugas akhir ini merancang sebuah boost converter sebagai sistem pengendali tegangan dengan metode logika fuzzy yang diterapkan pada mikrokontroller. Boost converter merupakan sistem rangkaian eletronika yang berfungsi step-up (menaikkan tegangan) sehingga tegangan output lebih tinggi dibandingkan tegangan inputnya (Boost Converter), tipe converter menggunakan mode peralihan melalui mosfet berfungsi sebagai proses penstabilan tegangan. Pengujian output generator dengan putaran 69 RPM hingga 145 RPM menghasilkan tegangan output minimum 1.26 di step up dengan set point boost converter didesain tetap 12 Volt untuk mengisi aki dan menghasilkan respon Vo boost 0,00 v; 4,50 v; 9,0 v; 11,2 v; 11,9 v; 11,9 v; 12,1 v; 12,0 v; 12,0 v; 12,0 v; 12,0 v dan arus rata – rata sebesar 0,70 Ampere pada rentang 12 detik menghasilkan error tertinggi yang dihasilkan 1,6%. Outputan tegangan dari turbin angin dihubungkan dengan sistem hybrid secara paralel dari solar panel agar arus yang dihasilkan meningkat sebesar 1,8 Ampere dan tegangan dari salah satu sumber listrik yang diteruskan yang paling besar sebagai output tegangan hybrid sebesar 18,71 Volt.
Kata kunci : Turbin angin, logika fuzzy, boost converter I. PENDAHULUAN
erdasarkan UU No.30 Tahun 2007 tentang energi, “Sumber daya energi sebagai kekayaan alam merupakan anugerah Tuhan Yang Maha Esa kepada rakyat dan bangsa Indonesia. Selain itu, sumber daya energi merupakan sumber daya alam yang strategis dan sangat penting bagi hajat hidup rakyat banyak terutama dalam peningkatan kegiatan ekonomi, kesempatan kerja, dan ketahanan nasional maka sumber daya energi harus dikuasai negara dan dipergunakan bagi sebesar-besarnya kemakmuran rakyat sebagaimana diamanatkan dalam Pasal 33 UndangUndang Dasar Negara Republik Indonesia Tahun 1945”. Maka diupayakan Pengelolaan energi yang meliputi penyediaan, pemanfaatan, dan pengusahaannya harus dilaksanakan secara berkeadilan, berkelanjutan, rasional, optimal, dan terpadu guna memberikan nilai tambah bagi perekonomian bangsa dan Negara Kesatuan Republik Indonesia.
Boost converter adalah salah satu jenis DC chopper yang memiliki fungsi menstabilkan tegangan dengan menaikkan tegangan dimana tegangan keluaran lebih tinggi dari tegangan masukan tanpa harus menghilangkan daya yang relatif besar sehingga dapat mengatasi kekurangan tegangan.
Sistem pengendali yang digunakan merupakan logika fuzzy yang tidak menggunakan model matematis dari suatu sistem tetapi dapat menghasilkan respon yang stabil. Dalam tugas akhir ini terdiri dari boost converter dengan proses switch menggunakan PWM yang dikendalikan berdasarkan logika fuzzy. Perubahan keluaran dari generator DC dapat diatur berdasarkan besarnya PWM untuk proses switch tersebut. Setelah terdapat keluaran dari sistem turbin angin maka keluaran dari sistem dibandingkan dengen keluaran sistem hybrid. Sebagai penelitian mencari solusi menentukan generator DC dan sistem kendali untuk memaksimalkan daya listrik, dan merancang kontrol untuk menggabungkan dua sumber energi yang berbeda angin dan matahari agar menjadi sumber energi hybrid yang mandiri. Hasil penelitian ini untuk mengetahui respon kontrol masing – masing sumber sumber tegangan dan ketika menggabungkan dua sumber energi yang berbeda angin dan matahari agar menjadi sumber energi hybrid yang mandiri.
II. LANDASAN TEORI
A. Turbin Angin
Prinsip dasar turbin angin adalah mengkonversi tenaga mekanik dari putaran kincir menjadi energi listrik dengan induksi magnetik. Putaran kincir dapat terjadi dengan efektif dengan mengaplikasikan dasar teori aerodinamika pada desain batang kincir (blade). Ketersediaan angin dengan kecepatan yang memadai menjadi faktor utama dalam implementasi teknologi kincir angin. Ada dua gaya yang bekerja pada batang kincir yaitu gaya lift dan drag, pada model kincir diatas maka batang kincir bergerak/terangkat karena gaya lift. Dengan menghubungkan poros/shaft rotor ke generator maka akan didapatkan energi listrik yang dapat dismpan dalam accu atau langsung digunakan untuk memenuhi beban alat listrik rumah tangga.
Gambar 2.1. Turbin 3 sudu.[1]
Rancang Bangun Aplikasi Kontrol Fuzzy
Tegangan Turbin Angin Pada Sistem Teknologi
Hybrid Konversi Energi Surya & Angin
Rhadityo Prabowo H.K, Imam Abadi, ST, MT, Dr. Ir. Ali Musyafa’, MSc
Jurusan Teknik Fisika, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111
E-mail: imam@ep.its.ac.id, musyafa@ep.its.ac.id
Grade membership fungtion (µF) Sedang besar kecil 1 0 kecepatan B. Generator
Ada berbagai jenis generator yang dapat digunakan dalam sistem turbin angin, antara lain generator serempak (synchronous generator), generator tak - serempak (unsynchronous generator), rotor sangkar maupun rotor belitan ataupun generator magnet permanen. Penggunaan generator serempak memudahkan kita untuk mengatur tegangan dan frekuensi keluaran generator dengan cara mengatur arus medan dari generator. Generator tak - serempak sering digunakan untuk sistem turbin angin dan sistem mikrohidro, baik untuk sistem kecepatan tetap maupun kecepatan bervariasi. Generator DC merupakan sebuah perangkat mesin listrik dinamis yang mengubah energi mekanis menjadi energi listrik. Generator DC menghasilkan arus DC / arus searah. Berikut adalah generator DC arus permanen pada Gambar 2.2.
C. Boost Converter
Boost converter bekerja dengan menghasilkan tegangan keluaran yang lebih tinggi dari tegangan masukannya. Besarnya tegangan keluaran yang dihasilkan dapt dihitung dengan menggunakan persamaan (1).
)
1
( D
Vin
Vo
(1) Boost juga memiliki efisiensi tinggi, rangkaian sederhana, tanpa transformer dan tingkat ripple yang rendah pada arus masukan. Tetapi boost tidak memiliki isolasi antara masukan dan keluaran, hanya satu keluaran yang dihasilkan, dan tingkatan ripple yang tinggi pada tegangan keluaran.Gambar 2.3. Rangkaian boost converter.[4] D. Sistem Kontrol Logika Fuzzy (KLF)
Fuzzyfikasi
Fuzzifikasi merupakan suatu proses merubah variabel non-fuzzy (crisp) kedalam variabel fuzzy, variable input (crisp) dipetakan ke bentuk himpunan fuzzy sesuai dengan variasi semesta pembicaraan input. Pemetaan titik-titik numerik ( crisp points) x = (x1, x2, ………, xn)T є U ke himpunan fuzzy A
pada semesta pembicaraan U. Data yang telah dipetakan selanjutnya dikonversikan ke dalam bentuk linguistik yang sesuai dengan label dari himpunan fuzzy yang telah terdefinisi
untuk variabel input sistem[2]. Keanggotaan dalam himpunan fuzzy yang digunakan adalah sebagai berikut.
Gambar 2.3. Bentuk Fungsi keanggotaan segitiga. [2] Didalam Fuzzy set tentunya memiliki beberapa fungsi keanggotaan, jumlah dari keanggotaan inipun disesuaikan dengan banyaknya kebutuhan. Setiap fungsi keanggotaan dapat didefinisikan dengan label atau nama. Dapat dinyatakan dengan besar, sedang, kecil atau sesuai dengan keinginan[8].
Gambar 2.4. Fuzzy dengan 3 fungsi keanggotaan [5] Rule Base
Basis pengetahuan terdiri dari fakta (Data Base), dan kaidah atur (Rule Base). Fakta merupakan bagian pengetahuan yang memuat informasi tentang objek, peristiwa, atau situasi. Fakta umumnya menyatakan kondisi statik dari suatu objek. Sedangkan kaidah (Rule base) berisi informasi tentang cara membangkitkan fakta baru atau hipotesa fakta yang sudah ada[4].
Basis Data (Data Base).
Basis data berfungsi untuk mendefinisikan himpunan-himpunan fuzzy dari sinyal masukan dan sinyal keluaran agar dapat digunakan oleh variabel linguistik dalam basis aturan. Dalam pendefinisian tersebut biasanya dilakukan secara subjektif dengan menggunakan pendekatan heuristik dan didasarkan pada pengalaman dan pertimbangan yang menyangkut kerekayasaan, sehingga bergantung penuh pada perancang.
Kaidah Atur (Rule Base).
Kaidah atur dalam fuzzy ini biasanya tersusun dengan pernyataan :
IF (antecedent) THEN (consequent) atau dapat juga IF x is A THEN y is B.
Antecedent : berisi himpunan fakta input (sebab). Consequent : berisi himpunan fakta output (akibat). IF … THEN … dalam logika fuzzy akan melakukan pemetaan dari himpunan fuzzy input kehimpunan fuzzy output[5].
Defuzzifikasi
Defuzzifikasi merupakan proses merubah output fuzzy dari FIS (fuzzy inference sistem) menjadi output crips. Bentuk umum proses defuzzifikasi diyatakan dengan:
Z0 = defuzzier (z) (2) Gambar 2. 2. Generator DC.
dimana z adalah aksi pengendalian fuzzy, Z0 adalah aksi pengendali crisp, dan defuzzifier adalah operator defuzzifikasi. Terdapat beberapa macam metode defuzzifikasi, yaitu, Metode Titik Pusat (Center Of Area, COA).
Metode ini membagi dua momen pertama fungsi keanggotaan, dan harga v0 yang menandai garis pembagi
adalah harga V yang ter-defuzzifikasi. [6]
Metode Rata-rata Maksimum (Midle Of Maximum, MOM). Merupakan metode defuzzifikasi yang merepresentasikan nilai tengah dari keluaran yang fungsi anggotanya maximum. Fungsinya ditunjukkan sebagai zi adalah nilai pendukung dengan fungsi keanggotaan bernilai maximum dan l adalah banyaknya nilai pendukung.[6]
E. Pulse Width Modullation (PWM)
Pulse Width Modulation (PWM) adalah sebuah cara
memanipulasi lebar dari pulsa dalam perioda yang konstan untuk mendapatkan tegangan rata-rata yang berbeda.
Gambar 2.5. Sinyal PWM dengan berbagai Duty cycle.[7] Pada gambar di atas menunjukkan tiga sinyal PWM yang berbeda. Sinyal yang paling atas menunjukkan sinyal PWM dengan duty cycle 20% artinya sinyal on selama 20% dari perioda sinyal dan off selama 80 % sisanya. Gambar yang lainnya menunjukkan sinyal dengan duty cycle 50% dan 90%. Ketiga sinyal PWM tersebut akan menghasilkan sinyal analog yang berbeda. Sebagai contoh jika supply tegangan sebesar 9V dan duty cycle 20%, maka menghasilkan 1,8V. [7]
(3) : Tegangan Output (Volt)
: Tegangan Pulsa PWM (Volt) : Perioda pulsa high (detik)
T : Periode pulsa (detik). F. Arsitektur Sistem Hibrid
Sistem pembangkit energi hibrid adalah sistem yang menggabungkan beberapa sumber energi untuk memasok energi listrik ke beban. Tujuan utama sistem hibrid adalah memaksimalkan energi dengan harga murah, bebas polusi, kualitas daya yang baik, dan energi yang berkesinambungan.
Semua pembangkit daya mensuplai daya DC kedalam baterai, setiap komponen harus dilengkapi dengan charge controller sendiri. Pada sistem ini, generator dan inverter harus didesain agar dapat melayani beban puncak. Pada sistem ini sejumlah besar energi yang dibangkitkan dilewatkan melalui baterai, siklus baterai bank menjadi naik dan mengurangi efisiensi sistem.[7]
III. METODOLOGI
Gambar 3.1. Flow Chart
Alur penelitian sebagai dasar pelaksanaan penelitian tugas akhir ini adalah sebagai berikut, Sesuai dengan alur penelitian seperti yang telah ditunjukkan oleh gambar 3.1, urutan pelaksanaan penelitian dimulai pemilihan generator DC yang paling optimal sehingga dapat menghasilkan daya listrik sebagai masukan boost converter. Tahap selanjutnya pengambilan data awal dengan mengukur tegangan dan arus maksimal yang dapat dihasilkan oleh generator dengan putaran turbin dan angin yang tercepat. pembuatan boost converter yang sebelumnya telah dirancang melalui perhitungan dan disimulasikan pada software PSIM.
Dari alogaritme tersebut sebagai acuan microcontroller. mensingkronisasikan antara software dan hardware, software berupa pemrograman microcontroller dan hardware berupa turbin angin berbasis logika fuzzy dengan software MATLAB R2009a untuk menentukan alogaritme fuzzy yang baik dan sesuai. Setelah terintegrasi dalam lingkup wind turbin berdasarkan fungsi masing – masing , maka pada tahapan ketujuh selanjutnya mengintegrasikan dengan sistem hybrid. Setelah kesuluruhan sistem hybrid telah terhubung maka dilanjutkan tahap analisa sistem dan pembahasannya. Analisa yang dilakukan dalam penelitian tugas akhir ini dititik beratkan pada analisa performansi sistem pengendalian boost converter secara keseluruhan yang telah dibangun. Analisa dan pembahasannya meliputi ketercapaian nilai setpoint, dan error respon pada proses pengendalian.
Start
Pemilihan Generator DC
Pengujian Generator RPM, tegangan, dan arus
Perancangan Boost Converter
Pengujian Boost Converter
Perancangan Microcontroller Dengan Kontrol Logika Fuzzy
Tampilan LCD
Tegangan masuk (Vi), Tegangan keluar (Vo), Arus, Daya.
Berhasil 13,8V <Vo > 12 V
Integrasi sistem hybrid
Trouble Shooting
1 2
A. Boost Converter
Perancangan boost converter dimulai dengan pemilihan komponen elektronik seperti pemilihan jenis konponen untuk switch (solid state electronic switch), mikrokontroller, resistor hingga kristal clock untuk minimum sistem. Dalam penelitian tugas akhir ini dipilih MOSFET yang sesuai untuk menaikkan tegangan yaitu bertipe IRF630.
Masukan dari boost converter dari sensor tegangan berupa divider yang mempunyai tegangan maksimum sebesar 5 Volt berdasarkan keluaran ADC (Analog Digital Converter) dalam microcontroller, sehingga dengan rentang Vin maksimum 5 Volt menghasilkan ADC maksimum 1023.
Gambar 3.2. Diagram blok sistem pengendali boost converter
logika fuzzy pada turbin angin
Diagram diatas merupakan sistem turbin angin yang berputar akibat adanya energi angin yang mengakibatkan poros generator juga berputar. Putaran poros generator tersebut menghasilkan daya listrik berdasarkan kecepatan baling-baling. Buck-boost berfungsi untuk menurunkan tegangan dan menaikkan tegangan apabila tidak sesuai dengan set point yang ditentukan meskipun tegangan masukan dari generator berubah-ubah mengikuti kecepatan angin dengan cara mengatur switch MOSFET berdasarkan duty ratio dari sinyal PWM .
B. Perancangan Logika Fuzzy
Sistem fuzzy yang dibangun terdiri dari dua fariabel input yaitu error (e) dan delta error (de) serta menghasilkan satu keluran nilai crips untuk membangkitkan sinyal PWM. Berikut gambaran umum dari sistem logika fuzzy yang dibangun
Gambar 3.6 Gambaran umum logika fuzzy
Fuzzyfikasi yang digunakan dengan merubah nilai ADC berdasarkan perbuhan sensor divider dan error disini didefinisikan sebagai hasil pengurangan dari nilai setpoint dengan tegangan aktual yang terbaca sensor yang kemudian dikonversi menjadi besaran digital oleh analog digital converter (ADC). Setelah itu data ADC kelompokkan dengan pembagian ketujuh range membership function error dengan nilai ADC seperti berikut,
Gambar 3.7 Membership Function
Langkah selanjutnya adalah membuat rule base untuk penentuan aksi dari masukan error dan delta error dan memiliki 21 rule base, berikut ini diperlihatkan komposisi aturan yang dibangun, rule tersebut yang digunakan sebagai acuan pemograman pada microcontroller untuk menentukan berapa duty cycle yang digunakan suntuk switching MOSFET agar dapat bekerja.
Dari tabel 3.1. tersebut maka menghasilkan pembacaan sebagai berikut :
IF error IS VS AND delta error N THEN PWM1 IF error IS S AND delta error Z THEN PWM2 IF error IS MS AND delta error P THEN PWM4 IF error IS M AND delta error Z THEN PWM4 IF error IS MB AND delta error Z THEN PWM5 IF error IS B AND delta error P THEN PWM4 IF error IS VB AND delta error Z THEN PWM4 dan seterusnya.
Tabel 3.1. Rule base control fuzzy boost converter
Nilai keluaran dari sistem fuzzy disini sudah dideklarasikan sebagai nilai crisp (seperti pada gambara 3.17) untuk memanggil PWM sebesar nilai yang akan dikeluarkan pada pin (D.4) dengan nilai duty cycle sebesar PWM dibagi nilai top OCR1A.
IV. ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
A. Uji respon Boost Converter
Setelah merancang dan membuat alat, pada bab ini mengenai pengujian terhadap respon kendali pada output generator yang mempengaruhi respon kendali unit boost converter dengan berbagai variasi kecepatan. Setelah mengetahui respon output dari unit converter maka diintegrasikan dengan unit hybrid yang disusun secara paralel. 4.1 Uji respon Boost Converter
4.1.1 Uji respon Boost Converter dengan putaran 69 RPM. Dari gambar 4.1 tersebut menampilkan data keluaran boost converter dengan spesifikasi Vin keluaran dari generator pada putaran yang dihasilkan 69 RPM menghasilkan tegangan 1,15 – 1,24 Volt, dengan duty cycle sekitar 90% dari frekuensi maksimal penyulut 40.000 Khz menghasilkan tegangan output dari boost converter. Pada detik pertama belum menghasilkan output dikarenakan komponen penyulutan frekuensi mengaktifkan MOSFET untuk menginduksi induktor berupa koil sehingga setelah terinduksi sempurna maka terjadi
e/de N Z P VS PWM1 PWM1 PWM2 S PWM1 PWM2 PWM3 MS PWM2 PWM3 PWM4 M PWM3 PWM4 PWM5 MB PWM4 PWM5 PWM6 B PWM5 PWM6 PWM7 VB PWM6 PWM7 PWM7
penggandaan pada output boost converter. Untuk Vin bekisar 1,2 Volt, dikarenakan tegangan input sangat kecil sehingga tegangan berflutuatif hingga MP = 15V pada 6 detik dan settling time = 10 detik.
Gambar 4.1. Respon boost converter dengan RPM=69; duty cycle 90% ; SP = 12 Volt
Dari gambar 4.1 tersebut menampilkan data keluaran boost converter dengan spesifikasi Vin keluaran dari generator pada putaran yang dihasilkan 69 RPM menghasilkan tegangan 1,15 – 1,24 Volt, dengan duty cycle sekitar 90% dari frekuensi maksimal penyulut 40.000 Khz menghasilkan tegangan output dari boost converter. Pada detik pertama belum menghasilkan output dikarenakan komponen penyulutan frekuensi mengaktifkan MOSFET untuk menginduksi induktor berupa koil sehingga setelah terinduksi sempurna maka terjadi penggandaan pada output boost converter. Untuk Vin bekisar 1,2 Volt, dikarenakan tegangan input sangat kecil sehingga tegangan berflutuatif hingga MP = 15V pada 6 detik dan settling time = 10 detik.
4.1.2 Uji respon Boost Converter dengan putaran 85 RPM.
Gambar 4.2. Respon boost converter dengan RPM =85; duty cycle 72% ; SP = 12 Volt
Dari gambar 4.2 tersebut menampilkan data keluaran boost converter dengan spesifikasi Vin keluaran dari generator yang dikopel dengan motor DC pada putaran yang dihasilkan 85 RPM pada rentang 2,61 – 2,62 Volt, dengan duty cycle sekitar 72% dari frekuensi maksimal penyulut 40.000 Khz menghasilkan tegangan output dari boost converter. Pada detik pertama belum menghasilkan output dikarenakan komponen penyulutan frekuensi mengaktifkan MOSFET untuk menginduksi induktor berupa koil sehingga setelah terinduksi sempurna maka terjadi penggandaan pada output boost converter. Untuk Vin bekisar 2,6 Volt, dikarenakan tegangan input sangat kecil sehingga tegangan berflutuatif hingga MP = 14V pada 5 detik dan settling time = 8 detik, sehingga lebih cepat 2 detik dari 69 RPM.
4.1.3 Uji respon Boost Converter dengan putaran 115 RPM.
Gambar 4.3. Respon boost converter dengan RPM =115; duty cycle 36% ; SP = 12 Volt
Dari gambar 4.3 tersebut menampilkan data keluaran boost converter dengan spesifikasi Vin keluaran dari generator yang dikopel dengan motor DC pada putaran yang dihasilkan 115 RPM pada rentang 5,43 – 5,45 Volt, dengan duty cycle sekitar 36% dari frekuensi maksimal penyulut 40.000 Khz menghasilkan tegangan output dari boost converter. Pada detik pertama belum menghasilkan output dikarenakan komponen penyulutan frekuensi mengaktifkan MOSFET untuk menginduksi induktor berupa koil sehingga setelah terinduksi sempurna maka terjadi penggandaan pada output boost converter. Untuk Vin bekisar 5,4 Volt, dikarenakan tegangan input sangat kecil sehingga tegangan berflutuatif hingga MP = 12.5 V pada 3 detik dan settling time = 6 detik, sehingga lebih cepat 2 detik dari 85 RPM.
4.1.4 Uji respon Boost Converter dengan putaran 145 RPM.
Dari gambar 4.4 tersebut menampilkan data keluaran boost converter dengan spesifikasi Vin keluaran dari generator yang dikopel dengan motor DC pada putaran yang dihasilkan 145 RPM pada rentang 7,33 – 7,34 Volt, dengan duty cycle sekitar 21% dari frekuensi maksimal penyulut 40.000 Khz menghasilkan tegangan output dari boost converter.
Gambar 4.4. Respon boost converter dengan RPM =145; duty cycle 21% ; SP = 12 Volt
Pada detik pertama belum menghasilkan output dikarenakan komponen penyulutan frekuensi mengaktifkan MOSFET untuk menginduksi induktor berupa koil sehingga setelah terinduksi sempurna maka terjadi penggandaan pada output boost converter. Untuk Vin bekisar 5,4 Volt, dikarenakan tegangan input sangat kecil sehingga tegangan berflutuatif hingga MP = 12.2 V pada 3 detik dan settling time = 6 detik, perbedaanya pada nilai MP yang lebih kecil.
4.2 Uji respon Hybrid
Tabel 4.1. Uji Hybrid turbin angin dan solar tracker panel No
Turbin Solar Hybrid
V turbin
(V)
I turbin
(A) V solar (V) I solar (V) Vhybrid (V) I hybrid
(A) 1 11.98 0.69 19.87 1.21 18.37 1.8 2 11.98 0.69 19.81 1.22 18.31 1,9 3 12.2 0.72 19.98 1.22 18.48 1,93 4 12.1 0.71 20.27 1.23 18.77 1.94 5 11.8 0.67 20.25 1.23 18.75 1.7 6 12 0.69 20.20 1.22 18.7 1.8 7 12.2 0.72 20.20 1.22 18.7 1.93 8 12.1 0.71 20.21 1.23 18.71 1.93 9 12 0.69 20.19 1.23 18.69 1.91 10 12 0.69 20.20 1.22 18.7 1.90 11 12 0.69 20.20 1.23 18.7 1.91 12 12 0.70 20.21 1.22 18.71 1.91 Dari tabel 4.1 merupakan data pengujian hybrid dengan sumber tegangan dari sistem turbin angin dan solar panel disusun secara paralel. Data Hybrid yang dihasilkan memiliki rentang 18.7 – 18.77 Volt dan arus 1.75 – 1.8 Ampere. Dari outputan hybrid untuk mengisi baterai memerlukan unit controller charging berfungsi untuk meregulasi output tegangan menjadi rentang 12 – 13 Volt.
Gambar 4.5. Respon tegangan sistem hybrid.
Pada gambar 4.5 merupakan output tegangan hybrid yang diilustrasikan garis biru merupakan respon tegangan solar panel sekitar 20 Volt, garis merah merupakan respon tegangan turbin sekitar 12Volt dan garis hijau respon tegangan hybrid sekitar 18V. Dari garis tersebut menandakan bahwa ketika di gabungkan hybrid secara paralel tegangan yang dilewatkan merupakan tegangan yang paling besar yakni solar panel dengan drop tegangan sekitar 2 Volt.
Gambar 4.6. Respon arus sistem hybrid.
Pada gambar 4.6 merupakan output arus hybrid yang diilustrasikan garis biru merupakan respon arus solar panel
sekitar 1.2 Ampere, garis merah merupakan respon tegangan turbin sekitar 0.7 Ampere dan garis hijau respon tegangan hybrid sekitar 1.7 Ampere. Dari garis tersebut menandakan bahwa ketika di gabungkan hybrid secara paralel arus yang dihasilkan berbanding terbalik dengan tegangan hybrid yakni semakin besar dan merupakan akumulasi dari arus.
V. KESIMPULAN/RINGKASAN A. Kesimpulan
Sistem logika fuzzy yang telah dirancang dan dibangun secara keseluruhan dapat menjalankan fungsinya sebagai pengendali tegangan dengan switch PWM di boost converter dengan baik error steady state < 5 %, maximum overshoot < 5% dan settling time (TS) maksimum 10 detik. Untuk mencapai set point (SP) = 12 Volt waktu yang dibutuhkan bervariasi bergantung output generator, pada Vin = 1,26 Volt pada putaran 69 RPM (Ts)=10 detik, (MP) = 5% berbeda dengan Vin = 7,33 Volt pada putaran 145 RPM membutuhkan waktu lebih singkat (Ts)=6 detik, (MP) = 2%. Membership function terbaik pada range medium (500 – 620) dan dengan duty cycle PWM = 21%. Pada sistem hybrid paralel solar panel dan turbin angin menghasilkan arus yang lebih besar dikarenakan akumulasi dua sumber tenaga maksimum sebesar 1,94 A, dengan baterai 17 AH maka pengisian baterai selama 8,5 jam dengan syarat kondisi baterai dalam keadaan baik.
B. Saran
Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam kelanjutan penelitian ini, antara lain dalam pengerjaan prototype turbin angin hendaknya dipilih generator DC yang baik dan dirancang gearbox terbaik agar putaran rpm meningkat sehingga dihasilkan daya listrik yang lebih besar dan ntuk penelitian selanjutnya bisa ditambahkan sistem hibrid dengan inverter dari DC ke AC.
DAFTARPUSTAKA
[1] Muttaqin, Farid Ridha ( 2407100026 ), “Pemilihan Sudut Pitch Optimal Untuk Prototype Turbin Angin Skala Kecil Dengan Tipe Bilah Non-Uniform Airfoil NREL S83N”.2011
[2] Jenkins, nick . “Wind Energy Generation Modelling And Control”, Willey, 2002.
[3] Nicholas P. Cheremisinoff, “Fundamentals of Wind Energi”, Balai Penerbit dan Humas ISTN, 1990.
[4] Dwari S, Parsa L. A Novel High Efficiency High Power Interleaved Coupled-Inductor Boost DC-DC Converter for Electric Vehicle. Vehicle Power and Propulsion Conference. 2007; 1: 399-404. [5] Hartadi, Dwi. Perancangan Sistem Pengendalian Temperatur
Menggunakan Metode Fuzzy Gain Schedulling PID Controller Pada Continous Tank Reaktor (CSTR). Surabaya. Institut Teknologi Sepuluh Nopember. Tugas Akhir, 2006.
[6] Elmas, Celtis; Omer Deperlioglu; Hasan Huseyin Sayan. Adaptive fuzzy logic controller for DC–DC converter,2000.
[7] Soebhakti, Hendawan ST.Basic AVR Microcontroller
Tutorial.Politeknik Batam, 2007.
[8] O. Omari, E. Ortjohann, R. Saiju, and D. Morton, “A Simulation model for expandable hybrid power systems,” Proceedings available:2nd European PV-Hybrid and Mini-Grid Conference, pp. 1-4, 2003.
