Perancangan Operasi Paralel antara Sel Surya dan Power Grid Existing dengan Tracking Daya Maksimum Berbasis pada Mikrokontroler

Perancangan Operasi Paralel antara Sel Surya dan Power Grid Existing dengan Tracking Daya Maksimum Berbasis pada Mikrokontroler

Ada berbagai macam energi alternatif yang dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan energi listrik antara lain : dengan menggunakan tenaga angin, tenaga surya, bioamassa, arus laut, mikrohidro dan energi lainnya. (pembangkit-listrik-energi-terbarukan). Di perlombaan EEA ini, pengembangan tentang sistem pembangkit listik tenaga surya menjadi fokus pembahasan dari penelitian yang kami kerjakan. (energi-surya-alternatif-sumber-energi-masa-depan-di-indonesia)

Secara garis besarnya alat yang saya buat ini mampu menkondisikan PV (sel surya) bekerja semaksimal mungkin menjadi energi listrik (Maximum Power Point Tracker, MPPT)  yang siap untuk digunakan (PV – konverter DC-DC – Inverter), baik  yang digunakan  terhubung langsung  dengan beban ataupun yang terhubung dengan jala-jala.

Ada beberapa permasalahan pada aplikasi sistem pembangkit listrik tenaga surya sekarang ini, antara lain :

1. Karakteristik arus dan tegangan keluaran PV yang bergantung dengan intensitas cahaya matahari dan suhu lingkungan. (PV hanya menghasilkan listrik pada siang hari saja) 
2. Keluaran PV adalah arus dan tegangan searah, sedangkan beban yang ada biasanya membutuhkan arus dan tegangan bolak-balik
3. PV hanya mampu mengkonversikan daya maksimum pada kondisi beban tertentu saja (hanya nilai R tertentu saja)
4. Mengoperasikan PV secara paralel dengan jala-jala PLN.

Alat ini sangat sederhana rangkaian kontrolnya dan bertujuan untuk meningkatkan kinerja dari ‘power conditioner’ untuk PV yang sudah ada sebelumnya (dilengkapi dengan MPPT).  Adapun cara kerja dari alat yang kita buat ini adalah sebagai berikut :

1. Tegangan dan arus keluaran PV dicuplik sebagai masukan untuk rangkaian kontrol.
2. Elektronika daya (konverter dc-dc dan inverter) digunakan untuk mengubah keluaran PV dari tegangan dan arus searah (DC) ke bolak-balik (AC)
3. Algoritma MPPT diaplikasikan pada sinyal kontrol konverter dc-dc untuk pengaturan tegangan keluaran agar PV selalu dapat bekerja pada daya maksimumnya.
   
4. Untuk rangkaian kontrolnya, kami menggunakan rangkaian kontrol sederhana ATmega 128 8-bit microcontroller untuk mengatur kerja PV dan jala-jala secara otomatis, mengatur kerja konverter dc-dc dan mengatur kerja inverter.

Untuk lebih memahami kerja alat, berikut adalah gambaran tentang alat yang kami rancang :

Beberapa percobaan kami lakukan di laboratorium untuk membuktikan algoritma MPPT yang diajukan dan kami dapatkan hasil sebagai berikut :

Dari hasil penelitian ini didapatkan solusi dari permasalahan-permasalahan yang disampaikan sebelumnya. Beberapa kegiatan untuk pengembangan penelitian ini sedang kami kerjakan untuk meningkatkan kinerja alat yang akan kita desain, seperti :

• Mencoba untuk meminimalisir penggunaan batere.
• Membuat algoritma MPPT untuk Inverter.
• Membuat inverter yang bisa terhubung langsung dengan jala-jala.
• Membuat alat yang mampu mengkondisikan PV tetap menghasilkan daya pada saat intensitas cahaya matahari rendah.
• Mencoba mengaplikasikan alat yang sama pada pembangkit listrik tenaga angin (wind turbine)

Semoga paparan ini bermanfaat.

Jabat erat,

Referensi :

1. Kadek Fendy Sutrisna dan Komang Adi Aswantara, Perancangan Operasi Paralel antara Sel Surya dan Power Grid Existing dengan Tracking Daya Maksimum Berbasis pada Mikrokontroler, TEAM VERCI Bandung Institute of Technology.

2. electricity-for-better-life.blog.friendster.com/ – 28k

Nb : Untuk buat alat ini murah kok! kemaren cuma habis sekitar 1 juta untuk rangkaian elektronika dayanya + kontrol + sensing + cashing-nya.