OPTIMALISASI SEL SURYA
MENGGUNAKAN MAXIMUM POWER POINT TRACKER (MPPT) SEBAGAI CATU DAYA BASE TRANSCEIVER STATION (BTS)
Oleh :
Aries Pratama Kurniawan 2206 100 114
Dosen Pembimbing :
Latar Belakang
PV dapat digunakan sebagai sumber daya BTS
yang berada pada daerah yang belum terdapat jaringan listrik PLN.
Penggunaan PV pada BTS yang berada di
daerah yang tidak terjangkau jaringan listrik
akan sangat membantu operator jaringan seluler menjaga kualitas layanan telepon seluler,
Batasan Masalah
Dalam pengerjaan tugas akhir, permasalahan di
atas dibatasi sebagai berikut:
1. Simulasi dan analisis menggunakan perangkat lunak MATLAB .
2. Catu daya BTS dibatasi hanya pada daya rata rata yang diperlukan agar suatu BTS dapat
beroperasi.
Pendahuluan
Penggunaan PV tidak bisa lepas dari
masalah, masalah yang dihadapi adalah
daya keluaran dari PV yang seringkali
tidak mencapai maksimal dari daya
maksimal yang sebenarnya bisa
dikeluarkan oleh PV. Besarnya beban
yang terhubung pada PV sangat
Daya Keluaran PV tergantung pada
Agar PV dapat mengeluarkan daya yang
mendekati daya maximum point (disebut juga daya maximum nameplate) , maka PV harus
prinsip kerja dari MPPT
menaikkan dan menurunkan tegangan
kerja PV.
MPPT Pengukuran Tegangan
Open Circuit
OC V MPK
V
V
=
⋅
Menggunakan teganganopen circuit untuk
mendapatkan tegangan
Rasio Daya
Rasio daya PV adalah
perbandingan antara
daya beban dengan daya
max nameplate dengan
cara membagi daya beban dengan daya maksimal yang bisa dikeluarkan oleh PV.
Semakin tinggi nilai rasio daya, maka semakin baik dan semakin efisien
kinerja dari suatu PV.
Rasio Daya Rata-Rata
PENGUJIAN SISTEM DAN ANALISIS
DATA
Nilai-Nilai Parameter dalam Simulasi
Suhu yang digunakan = 25 C
- Daya Wattpeak PV = 4000 W (Saat intensitas cahaya matahari = 1000 W/m2
- Tegangan PV = 48 volt (saat kondisi wattpeak)
Buck Boost Induktor = 0.177 mH Kapasitor = 6.77 mFarad Frekuensi switching = 1 kHz Baterai Tegangan = 48 volt Ah Baterai = 1764.7 Ah
(1) Pengujian Model PV Dihubungkan
dengan MPPT dan Beban Bervariasi
Menghubungkan model PV dengan hambatan
yang nilainya berubah dari 0.01 ohm sampai 4 ohm.
dilakukan pada dua kondisi, yakni sebelum
menggunakan MPPT dan setelah menggunakan MPPT.
Pengujian dan analisis dilakukan pada tiga
keadaan intensitas sinar matahari yakni 600 W/m2, 800 W/m2, dan 1000 W/m2.
Adapun data yang akan dianalisis adalah rasio
(1) Pengujian Model PV Dihubungkan
dengan MPPT dan Beban Bervariasi
Daya Beban menggunakan MPPT dengan nilai hambatan sebesar 3 ohm
dan Irad = 600 W/m2 Daya Beban tanpa MPPT dengan nilai
(1) Pengujian Model PV Dihubungkan
dengan MPPT dan Beban Bervariasi
Irad (W/m^2
)
Rasio Daya rata-rata tanpa MPPT (%)
Rasio Daya rata-rata dengan
MPPT (%)
600 51.16 62.04
800 51.47 61.52
(1) Pengujian Model PV Dihubungkan
dengan MPPT dan Beban Bervariasi
Grafik Rasio Daya Rata-Rata Vs Intensitas Cahaya Matahari 0 10 20 30 40 50 60 70 0 200 400 600 800 1000 1200 Intensitas (W/m^2) R asi o D aya ( % )
(1) Pengujian Model PV Dihubungkan
dengan MPPT dan Beban Bervariasi
Analisis Rasio Daya Rata-Rata PV tanpa Baterai
Rasio Daya Rata-Rata tanpa MPPT = 50.9 %
Rasio Daya Rata-Rata menggunakan MPPT
= 61.2 %
Dari hasil simulasi PV tanpa baterai yang
(2) Pengujian Model PV Dihubungkan
dengan MPPT dan BTS yang Dilengkapi
Baterai
Menghubungkan PV dengan beban (BTS),
besarnya nilai resistansi dari beban BTS ini adalah 1.536 Ohm, kemudian dihubungkan dengan baterai.
Data yang akan dianalisis adalah daya PV dan
rasio daya PV sebelum dan sesudah
menggunakan MPPT. Pengujian dan analisis dengan menggunakan tiga keadaan intensitas sinar matahari yakni 600 W/m2, 800 W/m2, dan 1000 W/m2.
Pengujian dilakukan pada dua kondisi, yakni
(2) Pengujian Model PV Dihubungkan
dengan MPPT dan BTS yang Dilengkapi
Baterai
(2) Pengujian Model PV Dihubungkan
(2) Pengujian Model PV Dihubungkan
dengan MPPT dan BTS yang Dilengkapi
Baterai
Grafik Daya PV Vs Solar Insulation
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 Solar Insulation (kW/m^2) Da y a ( W )
(2) Pengujian Model PV Dihubungkan
dengan MPPT dan BTS yang Dilengkapi
Baterai Lead Acid
Irad
(kW/m^2) Rasio daya tanpa MPPT (%) dengan MPPT Rasio daya (%)
0.6 49.68 77.84
0.8 51.00 75.06
(2) Pengujian Model PV Dihubungkan
dengan MPPT dan BTS yang Dilengkapi
Baterai Lead Acid
Grafik Rasio Daya Vs Solar Insulation
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 Solar Insulation (kW/m^2) R asi o D a ya ( % )
(2) Pengujian Model PV Dihubungkan
dengan MPPT dan BTS yang Dilengkapi
Baterai
Rasio daya Rata-rata tanpa MPPT = 50.31%
Rasio daya Rata-Rata dengan menggunakan MPPT = 74.59%
Dari hasil simulasi PV yang dihubungkan dengan beban dan baterai , MPPT terbukti dapat meningkatkan rasio daya rata-rata PV karena sebelum menggunakan MPPT , PV memiliki rasio daya rata-rata sebesar 50.31 %,
sedangkan setelah menggunakan MPPT rasio daya rata-rata PV meningkat menjadi 74.59 %.
KESIMPULAN
1. MPPT dapat digunakan untuk meningkatkan rasio daya PV. PV tanpa baterai dengan MPPT memiliki rasio daya sebesar 61.2 %, dan PV tanpa baterai yang tidak menggunakan MPPT memiliki rasio daya sebesar 50.9 %. Sedangkan PV-baterai yang menggunakan MPPT memiliki rasio daya sebesar 74.6 % dan PV-baterai tanpa MPPT memiliki rasio daya sebesar 50.3 %.
Pengaruh intensitas cahaya matahari terhadap sel surya grafik I-V (kiri) dan grafik P-V (kanan)
Start Ukur Irad Hitung Voc Hitung Vmp
Ukur Vin pada Buck Boost
Parameter L dan C
(
)
R f D L = − ⋅ 2 1 2 min f R V D V C O O ⋅ ⋅ ∆ ⋅ =(
)
177 . 0 536 . 1 1000 2 52 . 0 1 2 min ⋅ ⋅ = − = L 1000 536 . 1 4 . 2 52 . 0 48 ⋅ ⋅ ⋅ = C = 6.77 mFarad mHData BTS
Kapasitas Daya Listrik 1500 Watt
Jam Beroperasi 24 Jam
AC dan lampu disuplai oleh PLN
-Total Konsumsi Energi 36000 Wh atau 36 kWh
Ukuran sizing pada beban : P LOAD = 1500 W
V LOAD = 48 volt
Rugi-rugi MPPT = 10 % (asumsi 10 %)
Efisiensi MPPT = 90%
Energi PV= MPPT Ebaterai η 2 = 9 . 0 8 . 84705 = 94117.6 Wh P PV= 94117.6/ 24 = 3921.6 WDaya Beban Tanpa Menggunakan MPPT dan menggunakan VPPT untuk Ir = 600 W/m2.
Grafik Daya Vs Beban
0 500 1000 1500 2000 2500 0 1 2 3 4 5 Beban (Ohm) Da y a ( W )
