Search

Penggunaan energi surya sebagai sumber energi listrik memiliki beberapa kelemahan, seperti daya listrik yang dihasilkan oleh panel surya dipengaruhi oleh iradiasi sinar matahari, suhu lingkungan, dan sudut datang matahari. Hal ini menyebabkan daya yang dihasilkan akan mengalami fluktuasi. Maximum Power Point Tracking (MPPT) merupakan suatu metode untuk memaksimalkan daya keluaran yang dihasilkan oleh panel surya. Penelitian ini bertujuan untuk merancang sistem MPPT menggunakan rangkaian boost converter dengan algoritma Perturb and Observe . Pengujian sistem MPPT dilakukan dengan memvariasi nilai iradiasi dan beban, kemudian menganalisis daya keluaran panel surya tersebut, serta membandingkan daya keluaran sistem yang menggunakan MPPT dan tidak menggunakan MPPT terhadap perubahan beban. Sistem pencarian titik daya maksimum panel surya menggunakan rangkaian boost converter dengan algoritma Perturb and Observe telah berhasil direalisasikan. Daya maksimum yang dihasilkan sistem MPPT dengan variasi beban 39 Ω, 50 Ω, dan 100 Ω pada iradiasi 1092 W/m 2 dan suhu 29 o C adalah 29,32 W, sedangkan pada iradiasi 752 W/m 2 dan suhu 29 o C adalah 24,56 W. Sistem MPPT dapat mempertahankan nilai daya pada titik maksimalnya saat terjadi perubahan beban, sedangkan pada sistem yang tidak menggunakan MPPT nilai daya yang dihasilkan akan berubah-ubah sesuai dengan perubahan beban.

Energi terbarukan yang berkelanjutan dan tak habis-habis seperti yang didapatkan dari angin, photovoltaic , atau pasang surut air laut menarik untuk diteliti. Bagian terpenting dari sistem energi terbarukan adalah elemen penyimpanan, seperti baterai. Dibutuhkan rangkaian konverter yang dapat diatur arah aliran daya yang mengalir untuk mengisi dan menggunakan baterai. Pengaturan ini penting karena besar daya yang dialirkan dapat menyesuaikan kebutuhan beban. Tugas Akhir ini merancang Bidirectional DC-DC Converter dengan sistem kendali arah aliran daya dengan metode proportional-integral berbasis mikrokontroler DSPIC30f4011. Pengujian dilakukan dengan referensi tegangan ±20 V pada variasi beban 39 Ω, 50 Ω, dan 100 Ω. Hasil pengujian menunjukan bahwa kontrol Proportional-Integral dapat bekerja dengan baik untuk digunakan sebagai pengendali arah aliran daya dengan cara meregulasi dan menjaga nilai tegangan DC Bus konstan sebesar 20,2 V pada beban resistor 39 Ω, 20,4 V pada beban resistor 50 Ω dan 20,4 V pada beban resistor 100 Ω. Ketika nilai daya yang dihasilkan sumber kurang dari besar daya yang dibutuhkan beban, maka terjadi discharging battery. Namun ketika hal sebaliknya terjadi, maka berubah menjadi charging battery.

Inverter merupakan perangkat yang paling umum digunakan sebagai konverter untuk mengubah arus searah ke arus bolak-balik. Contoh aplikasi inverter yang sering dijumpai adalah pada sistem photovolaic yang tersambung dengan grid dimana kualitas arus keluaran inverter sangat berpengaruh terhadap kualitas daya. Dibandingkan dengan inverter dengan SPWM open loop, inverter dengan kontrol arus memiliki beberapa keunggulan diantaranya respon sistem yang lebih cepat dan memiliki akurasi yang tinggi dalam pengontrolan. Dalam Penelitian ini, dirancang inverter satu fasa tipe Full Bridge dengan metode kontrol proportional resonant menggunakan mikrokontroler 16-bit dsPIC30F4011. Arus keluaran inverter di feedback menggunakan sensor arus ACS712-05B. Pengujian dilakukan dengan arus referensi 1-1,25 A serta tegangan masukan 30 VDC dan 50 VDC. Hasil pengujian menunjukkan bahwa kontrol proportional resonant adalah kontroler yang cocok untuk digunakan sebagai pengendalian arus AC pada inverter satu fasa yang dirancang karena arus aktualya sudah mendekati arus referensinya hingga sekitar 3,5 A. Dari tegangan output yang kecil terjadi karena penyesuaian arus yang melewati beban resistif, drop tegangan, dan pembagi tegangan dari induktor. Pada pengujian nilai harmonisa tegangan maupun arus terendah terdapat pada variasi 30 VDC arus referensi 1 A yauitu sebesar 8%, sedangkan yang tertinggi yaitu 22,5 % pada variasi 50 VDC arus referensi 2,5 A.

Sumber energi tenaga matahari merupakan salah satu sumber energi terbarukan yang mudah untuk didapatkan. Sel Surya energi matahari dapat dikonversi menjadi energi listrik tegangan arus searah, sehingga dapat digunakan sebagai sumber energi peralatan listrik. Namun demikian, saat ini sebagian besar peralatan listrik menggunakan sumber tegangan arus bolak balik, sehingga diperlukan sebuah konverter dengan masukan tegangan arus searah untuk diubah menjadi keluaran tegangan arus bolak balik. Peralatan tersebut biasa disebut inverter. Beban inverter yang berupa peralatan listrik pada umumnya memiliki karakteristik jenis beban bermacam-macam. Jenis – jenis beban ini dapat mengakibatkan inverter dapat mengalami tegangan jatuh sehingga peralatan listrik kurang bekerja sesuai unjuk kerjanya. Dalam Tugas Akhir ini, inverter satu fasa tipe jembatan penuh dengan umpan balik tegangan dirancang menggunakan metode kontrol proportional integral yang diproses menggunakan mikrokontroler dsPIC30F4011. Gelombang tegangan keluaran inverter disensor oleh sensor tegangan. Sinyal analog umpan balik dikoversikan ke bentuk digital oleh suatu konverter analog ke digital sebagai input mikrokontroller. Mikrokontroller yang memuat algoritma kontrol proporsional integral menghasilkan sinyal kontrol yang membuat tegangan keluaran inverter dapat mengikuti nilai yang ditentukan.

Penggunaan energi listrik secara global meningkat dari tahun ke tahun dan efek emisi gas rumah kacapun masih dirasakan akibat pembakaran bahan bakar fosil. Hal tersebut mendorong peningkatan teknologi terhadap instalasi dengan sumber energi terbarukan berupa pembangkit listrik photovoltaic (PV) yang mempunyai potensi terbesar di Indonesia. Namun, sistem pada PV masih berupa DC sehingga diperlukan inverter untuk merubah sistem menjadi AC. Namun, ketika inverter menyuplai beban daya ada kemungkinan melebihi spesifikasinya. Oleh karena itu, penelitian ini merancang sistem monitoring daya secara realtime dan akurat untuk memastikan kualitas penyaluran daya sudah optimal dan sesuai spesifikasi. Metode yang diterapkan pada penelitian ini adalah metode Orthogonal Signal Generator (OSG) yang diproses oleh STM32F103C8T6. Metode tersebut menggunakan delay ¼ periode untuk mendapatkan nilai daya keluaran. Hasil pengujian diperoleh error daya aktif 1% pada beban 9,6 ohm dan 1,64% pada Beban 47,5 Ohm, sedangkan pada daya reaktif didapat selisih 0,83 VAR pada beban 9,6 Ohm dan 0,89 VAR pada beban 47,5 Ohm. Berdasarkan buku PLN dikategorikan dalam alat kerja.

Grid Side Converter (GSC) is a power converter device that have important role in electrical energy conversion systems especially in the utilization of renewable energy sources in order to be connected to the grid. Based on the grid connection requirements, the GSC should be able to operate even if the grid is experiencing interference. Based on the problem, the GSC control system technically should have ability to detect grid disturbances quickly by using Phase Locked Loop (PLL) method that can provide grid voltage information. Compared with other PLL algorithms, the Second Order Generalized Integrator-Phase Locked Loop (SOGI-PLL) has adaptive-filtering characteristics in adjusting phase information. The SOGI-PLL method in this final project will be implemented for single phase system using dsPIC30F4011 microcontroller with PI controller. PI controller is expected to make the system has a fast response to the changes that occur, because the purpose of the PLL’s own needs is to get the results of grid voltage information such as magnitude, frequency, and phase in realtime. As the results, the SOGI-PLL algorithm through the use of ZMPT101B sensor shows the magnitude, frequency, and phase information is suitable with the grid voltage. The result of phase estimation have also been implemented in the inverter product development project, so that the output voltage inverter is in phase with the grid voltage.

Energi fosil adalah energi yang paling banyak digunakan, namun ketersediaan bahan bakar fosil semakin menipis. Energi terbarukan dapat digunakan sebagai salah satu alternatif pemenuhan energi. Panel surya adalah salah satu energi terbarukan yang bekerja dengan mengubah energi matahari menjadi energi listrik. Pemanfaatan panel surya sebagai pembangkit dapat dihubungkan lagsung dengan grid melalui sebuah inverter. Permasalahan ketika panel surya dihubungkan ke grid adalah tegangan panel surya lebih rendah dibanding nilai tegangan grid. Digunakan boost converter untuk menaikkan tegangan DC. Tegangan keluaran panel surya tergantung pada iradiasi dan beban yang disuplai panel surya. Untuk menjamin tegangan keluaran panel surya konstan, diperlukan umpan balik tegangan pada konverter DC-DC. Pada Penelitian ini dirancang boost converter mengunakan umpan balik tegangan dengan sistem kontrol proportional integral. Tahapan perancangan diawali menghitung komponen boost converter, verifikasi menggunakan software PSIM dan implementasi perangkat keras. Boost converter telah berhasil dibuat, dari pengujian menggunakan umpan balik tegangan variasi tegangan masukan dengan nilai keluaran dijaga konstan pada nilai 50 volt pada parameter kontrol Kp=0.5 dan Ki=0.0, tegangan keluaran pada keadaan steady state memiliki nilai error rata-rata sebesar 30% dari set point, pada parameter kontrol Kp=0.0 dan Ki=0.1 tegangan keluaran pada keadaan steady state memiliki nilai error rata-rata sebesar 0% dari set point, pada parameter kontrol Kp=0.5 dan Ki=0.1 tegangan keluaran pada keadaan steady state memiliki nilai error rata-rata sebesar 0% dari set point.

The availability of fossil as fuel in conventional power plants is running low. This causes the use of renewable energy such as photovoltaic (PV) technology becomes very important. PV systems required inverters for converting DC voltage into AC voltage, where the quality of the inverter output current is very influential on the quality of power. Therefore, it is necessary to control the inverter current output which serves to improve the system response and minimize the current harmonics. In this research, a H-Bridge type of one phase Inverter is designed using 16-bit DSPIC30F4011 microcontroller with current control proportional resonant method. The inverter output current is fedback by the ACS712-05B current sensor. The test is carried out with the reference current range of 1 - 3 A on the load variation 7 Ω and 12 Ω. The test results show the actual current waveform of the inverter output is able to follow the reference current changes. Inductor value that not suitable and the effect of switching cause the ripple is still happening. The higher the output voltage of the inverter will result in the total current harmonic distortion becoming smaller.

Indonesia ternyata tidak sepadan dengan kualitas listrik yang diberikan oleh PT. PLN. Tegangan PLN paling rendah yaitu 170 V yang terdapat di beberapa kota. Tidak tercapainya rating tegangan dapat menyebabkan peralatan elektronik tidak bekerja secara maksimal dan berpotensi mengalami kerusakan. Salah satu tujuan penelitian ini yaitu merancang sebuah konverter sebagai solusi dari permasalahan jatuh tegangan dan kestabilan tegangan, yaitu automatic voltage regulator (AVR) menggunakan inverter 1 fase teknik pemicuan sinusoidal pulse width modulation (SPWM) dengan pengaturan tegangan DC. Topologi pengatur tegangan DC yang digunakan adalah DC chopper buck-boost teknik pemicuan pulse width modulation (PWM) dengan umpan balik di sisi keluarannya. Perancangan dilakukan berdasarkan ketentuan literatur terkait, simulasi PSIM 9.0 dan MATLAB 2014a. Konverter dengan sistem AVR diharapkan dapat mencapai tegangan rating dan stabil pada level 207 – 241 V sesuai standar SPLN 1:1995. Berdasarkan hasil pengujian variasi tegangan sumber dari 170 – 200 V dengan sistem AVR, konverter dapat mencapai tegangan rata – rata pada sisi DC dan AC berturut – turut sebesar 229,5 V dan 228,56 V dengan frekuensi rata – rata 50,25 Hz. Efisiensi rata –rata yang dapat dicapai oleh konverter sebesar 72,02% pada kondisi sistem AVR bekerja.

Konsumsi energi global yang semakin besar dengan sumber energi yang terbatas membutuhkan suatu sumber green energy. Oleh karena itu, energi terbarukan yang berkelanjutan menjadi salah satu solusi untuk mengatasi hal ini. Tenaga angin, photovoltaic, ataupun pasang surut air laut merupakan beberapa contoh sumber energi tersebut dan menarik untuk diteliti. Konverter sangat diperlukan untuk merealisasikan sumber energi ini. Inverter satu fasa adalah konverter yang mengubah input DC menjadi output AC. Dalam Penelitian ini, dirancang inverter satu fasa tipe Full Bridge dengan metode kontrol proportional resonant menggunakan mikrokontroler 16-bit dsPIC30F4011 karena metode kontrol tersebut mampu memperbaiki respon sistem dengan cepat. Besarnya arus keluaran inverter diumpan-balikkan menggunakan sensor arus ACS712-05B. Pengujian dilakukan dengan rentang referensi arus sebesar 1 – 2,5 A pada variasi beban 4 Ω dan 9 Ω. Hasil pengujian menunjukkan bahwa kontrol proportional resonant adalah kontroler yang cocok untuk digunakan sebagai pengendalian arus AC pada inverter satu fasa yang dirancang. Ripple arus yang terjadi karena nilai filter induktor yang kurang sesuai. Tegangan output pada beban resistif yang kecil terjadi karena arus yang melewati beban resistif kecil, drop tegangan pada keluaran inverter, dan pembagi tegangan dari induktor karena dirangkai seri.

Sistem elektronika saat ini membutuhkan sumber daya yang memiliki efisiensi tinggi. Konverter arus searah berfungsi untuk mengkonversi tegangan masukan arus searah menjadi tegangan keluaran arus searah dengan nilai yang berbeda, selain itu dapat juga digunakan untuk mengatur tegangan keluaran terhadap variasi beban. Peningkatan efisiensi pada konverter arus searah dapat dilakukan dengan mengganti saklar pasif yang berupa dioda dengan saklar aktif yang berupa MOSFET. Konverter arus searah yang telah menggunakan MOSFET sebagai pengganti dari dioda bisa disebut sebagai konverter arus searah sinkron. Pada penelitian ini merancang sebuah konverter arus searah tipe penurun tegangan. Perancagan alat pada penelitian ini akan mengaplikasikan metode sinkronisasi MOSFET dengan cara mengaktifkan kedua MOSFET secara bergantian dan bekerja pada besaran frekuensi yang sama. Pada penelitian ini akan dilakukan perbandingan efisiensi antara konverter arus searah dengan MOSFET sinkron dan tanpa MOSFET sinkron. Pada konverter arus searah tipe penurun tegangan tanpa MOSFET sinkron semakin tinggi duty cycle maka akan semakin tinggi nilai efisisiensinya. Pada konverter arus searah dengan MOSFET sinkron nilai efisiensi cenderung stabil pada duty cycle berapapun. Pada penelitian ini didapatkan hasil bahwa konverter arus searah tipe penurun tegangan dengan MOSEFT sinkron lebih efisien daripada konverter arus searah tipe penurun tegangan tanpa MOSFET sinkron.

Photovoltaic merupakan sumber energi terbarukan yang banyak dikembangkan, akan tetapi keluaran dari photovoltaic masih berupa sumber listrik DC sehingga penggunaannya terbatas. Inverter full-bridge sebagai pengkonversi tegangan DC ke AC adalah salah satu solusi untuk mengatasi masalah tersebut. Pada penelitian ini, rangkaian inverter full-bridge dikontrol melalui pembangkit sinyal PWM analog IC SG3524. Rangkaian resonan paralel kemudian dirancang dan digunakan untuk memperbaiki bentuk gelombang keluaran dan meningkatkan level tegangan keluaran inverter. Pengujian dilakukan dengan variasi beban dan variasi frekuensi untuk melihat respon inverter full-bridge resonan paralel terhadap perubahan frekuensi dan beban. Beban yang digunakan berupa lampu pijar 15W, lampu pijar 25W, dan motor induksi satu fasa capacitor run. Hasil pengujian menunjukkan bahwa nilai tegangan output meningkat dari frekuensi 40 Hz ke 50 Hz sebelum kemudian mengalami penurunan dari frekuensi 50 Hz ke 60 Hz. Frekuensi juga berpengaruh terhadap kecepatan putar motor dimana semakin besar nilai frekuensi maka akan semakin besar pula kecepatan putaran motor. Hasil pengujian dengan variasi pembebanan juga menunjukkan bahwa semakin besar beban yang terhubung, maka nilai tegangan output akan semakin rendah.

Fase, magnitude, dan frekuensi dari tegangan listrik merupakan informasi penting dalam pengoprasian sistem jaringan. Berdasarkan kebutuhan penerapan koneksi pembangkit dengan grid side converter (GSC), GSC harus dapat dioperasikan meski pun jaringan mengalami interferensi. Untuk mencapai tujuan tersebut, dibutuhkan metode yang dapat mendeteksi gangguan jaringan secara cepat, yaitu dengan menggunakan metode Phase Locked Loop (PLL) yang dapat menyediakan informasi tegangan jaringan. Dibandingkan dengan algoritma PLL yang lainnya, Synchronous Reference Frame-Phase Locked Loop (SRF-PLL) bisa dikatakan merupakan yang paling populer dalam penerapannya. Dalam Penelitian ini, dibuat sebuah desain untuk pengaplikasian SRF-PLL untuk tegangan satu fase menggunakan mikrokontroler 16-bit dsPIC30f4011 dengan kontroler PI, dimana kontroler PI diharapkan akan membuat sistem memiliki respon yang cepat terhadap perubahan yang terjadi, dikarenakan tujuan dari kebutuhan PLL itu sendiri, sehingga akan didapatkan hasil data tegangan jaringan berupa, magnitude, frekuensi dan fase. Hasilnya, pengkondisi sinyal dapat mengatur sinyal tegangan jaringan agar dapat terabca oleh ADC mikrokontroler, sehingga magnitude, frekuensi, dan fase dari tegangan jaringan berhasil dibaca oleh algoritma SRF-PLL yang ditampilkan pada oscilloscope dengan bantuan DAC 8bit.