Sistemsel surya yang digunakan di permukaan bumi terdiri dari panel sel surya, rangkaian kontroler pengisian (charge controller), dan aki (batere) 12 volt yang maintenance free. Panel sel surya merupakan modul yang terdiri beberapa sel surya yang digabung dalam hubungkan seri dan paralel tergantung ukuran dan kapasitas yang diperlukan.
Posted On Maret 22, 2021 Jenis-jenis Rangkaian Panel Surya Jenis-jenis Rangkaian Panel Surya – Sekarang ini banyak orang yang memanfaatkan tenaga surya untuk dijadikan sebagai sumber pembangkit. Jenis pembangkit ini memanfaatkan rangkaian panel surya fotovoltaik sebagai sumber pembangkit listriknya, yang berfungsi untuk menangkap sinar matahari dan bisa mengubahnya menjadi energi listrik. Negara Indonesia termasuk negara yang dikarunia dengan sinar matahari yang cukup dalam waktu sepanjang tahun, dengan begitu panel surya akan lebih efektif jika dipasang di daerah tropis. Ada beberapa perbedaan jenis-jenis panel surya yang bisa dikelompokan berdasarkan material sel surya yang menyusunnya, diantaranya Crystalline Silicon C-si Untuk menyusun sel surya, rangkaian panel surya jenis ini memanfaatkan material silicon dimana jenis Crystalline Silicone C-si memiliki tiga jenis panel utama. Tipe ini banyak digunakan untuk pembangkit listrik surya. Tipe dari panel ini diantaranya adalah Monocrystalline Silicon Mono-Si Dilihat secara fisik untuk membedakannya rangkaian panel surya ini bisa diketahui dengan model terpotong pada tiap sudutnya. Pada jenis ini menggunakan sel surya jenis crystalline tunggal single crystal-Si dimana pada kelasnya panel ini memiliki efisiensi yang paling tinggi. Multicrystalline Silicon Multi-Si Jika dilihat secara fisik Anda bisa mengetahui Multicrystalline Silicon ini dari warna sel yang cenderung berwarna biru dan berbentuk persegi. Ribbon Silicon Ribbon-Si Panel surya string Ribbon merupakan salah satu panel surya yang menggunakan jenis sel surya polycrystalline, akan tetapi menggunakan proses yang berbeda. Namun jenis ini tidak mempunyai pasar yang cukup baik. Baca juga Bisa Dicoba, Inilah Alasan Mengapa Panel Surya Sangat Cocok Di Gunakan Di Indonesia Memilih Baterai Panel Surya Thin Film Solar Cell Rangkaian panel suryaini menggunakan banyak lapisan material sebagai bahan material penyusunnya yang merupakan panel surya generasi kedua. Ketebalan Thin Film Solar Cell mulai dari nanometers nm sampai micrometers µm. Beberapa rangkaian panel surya yang ada di pasaran berdasarkan material penyusunnya yaitu Cadmium Telluride CdTe Cadmium Telluride CdTe ini merupakan jenis yang mempunyai tingkat efisiensi paling baik di kelasnya yaitu 9-11%. Copper Indium Gallium Diselenide CIGS Bahan CIGS ini mempunyai efisiensi 10-12% dengan efisiensi tertinggi yang pernah diproduksi dalam skala lab adalah Amorphous Thin-film Silicon a-Si, TF-Si Jenis bahan ini pada materialnya mengandung bahan yang kurang aman dan juga memiliki efisiensi yang terendah yaitu 6-8%. Jenis Amorphous Thin-film Silicon a-Si, TF-Si ini mempunyai beberapa tipe, diantaranya Amorphous silicon cells Tandem-cell using a-Si/µc-Si Polycrystalline silicon on glass Gallium Arsenide GaAs Tipe panel dengan sel GaAs ini memiliki harga yang dibilang cukup mahal, dan hanya digunakan untuk industri tertentu dan luar angkasa. Panel ini mempunyai efisiensi tertinggi yaitu 28,8%. Material lainnya Rangkaian panel surya pada generasi ketiga tersusun atas lebih banyak variasi material untuk masing-masing panel surya. Beberapa diantara jenis tersebut adalah Copper zinc Tin Sulfide Solar Cell CZTS Dye-sensitized solar cell Organic Solar Cell Perovskite Solar Cell Polymer Solar Cell Quantum Dot Solar Cell Building-Integrated Photovoltaics BIPV Untuk bisa memutuskan jenis-jenis rangkaian panel surya yang terbaik yang bisa Anda gunakan saat akan memasang panel surya, sebaiknya sebelum memutuskannya Anda perlu memperhatikan hal-hal sebagai berikut Dimensi Untuk menentukan berapa banyak panel surya yang dapat dipasang, ukuran dimensi yang Anda pilih akan pada ruang yang tersedia akan sangat berpengaruh. Semakin kecil ruang, semakin besar kemungkinan untuk menggunakannya dengan efisiensi yang besar namun berdimensi optimal. Anda bisa konsultasi terlebih dahulu dengan penyedia layanan jasa, untuk mendapatkan desain sistem pembangkit yang paling baik Efisiensi Efisiensi ditunjukan dalam persentase efisiensi modul yang dapat Anda temukan pada spesifikasi teknis produk. Angka ini bisa menjelaskan berapa banyak listrik yang dapat dihasilkan per luas permukaan jumlah yang lebih tinggi lebih baik. Lebih efisien panel, lebih kecil bidang luasan yang diperlukan panel untuk memproduksi listrik. Rangkaian Panel Surya Seri dan Paralel Seperti Baterai, Sel Surya juga bisa dirangkai secara Seri atau pun Paralel. Pada umumnya, tiap-tiap Sel Surya itu menghasilkan Tegangan sebesar 0,45 ~ 0,5V serta arus listrik sebesar 0,1A disaat menerima sinar cahaya yang terang. Sama halnya dengan Baterai, Sel Surya yang dirangkai dengan secara Seri akan meningkatkan Tegangan Voltage sedangkan untuk Sel Surya yang dirangkai dengan secara Paralel akan meningkatkan Arus Current. Itu dia jenis-jenis rangkaian panel surya beserta dengan beberapa pilihan pertimbangan yang harus diperhatikan untuk memilih jenis rangkaian panel surya tersebut. Baca juga Bisa Dicoba, Inilah Alasan Mengapa Panel Surya Sangat Cocok Di Gunakan Di Indonesia PT Java Surya Teknik Sanspower telah membangun ratusan Pompa Air Tenaga Surya PATS di seluruh wilayah Indonesia. Kami telah menjadi mitra terpercaya dengan terdaftar sebagai Approved Partner Distribution dari Lorentz Jerman. Percayakan pembangunan PATS di wilayah anda kepada perusahaan yang memiliki reputasi dalam membangun dan merancang solusi untuk proyek Pompa Air Tenaga Surya PATS di wilayah anda. PT Java Surya Teknik. Graha Pena Jawa Pos Jl. Ahmad Yani Lantai 1 ruang 102 Surabaya Jawa Timur Telp 031 3360 1211 – 031 3360 1233 Email hello Whatsapp 081392276191 – 081249911495
fUntukmengontrol proses pengisian dari panel surya ke aki/baterai MPPT PWM Maximum Power Point Tracking Pulse Width Modulation • Vp/Vin tetap stabil • Vin bergantung pada sinar meskipun penyinaran matahari sehingga apabila minimum minim sinar matahari • Vin stabil charging bisa tidak dapat proses dilakukan saat sinar minim charging battery
Charge Controller adalah rangkaian elektronik yang mengatur proses pengisian aki atau rangkaian aki Battery Bank. Tegangan DC yang dihasilkan oleh panel sel surya umumnya bervariasi 12 volt ke-atas. Kontroler ini berfungsi sebagai alat pengatur tegangan aki agar tidak melampaui batas toleransi dayanya. Disamping itu, alat pengontrol ini juga mencegah pengaliran arus dari aki mengalir balik ke panel sel surya ketika proses pengisian sedang tidak berlangsung misalnya pada malam hari sehingga aki yang sudah dicas tidak terkuras tenaganya. Apabila aki atau rangkaian aki sudah penuh terisi, maka aliran DC dari panel surya akan diputuskan agar aki itu tidak lagi menjalani pnngisian sehingga pengerusakan terhadap baterai bisa dicegah dan usia aki bisa diperpanjang. Pengendalian proses pengisian aki dengan membuka dan menutup aliran arus DC dari panel surya ke aki adalah fungsi yang paling dasar sebuah charge controller. ALAT PENGATUR PENGISIAN AKI PWM Picture Charge controller PWM Pulse Width Modulation adalah alat pengontrol pengisian yang berfungsi mengecas aki dari panel surya dengan mengunakan modulasi pulsa untuk mengendalikan keberlangsungan pengisian. Ketika aki mendekati kondisi terisi penuh, alat PWM akan perlahan-lahan menurunkan jumlah daya yang masuk ke baterai demi untuk mengurangi stres pada aki tersebut. Alat pengecas PWM banyak terdapat di pasaran, harganya juga lebih murah, dan tersedia dalam berbagai ukuran untuk aplikasi yang luas. Keterbatasan kontroler PWM antara lain yaitu ukuran tegangan alat pengecas harus sesuai dengan tegangan bank baterai, dan kapasitas alat PWM biasanya terbatas pada 60 amper maksimum. ALAT PENGATUR PENGISIAN AKI MPPT Semua panel surya PV berkekuatan dalam satuan Watts. Ini mengidentifikasikan daya potensial yang dapat dihasilkan oleh panel PV tersebut ketika dipancari oleh sinar matahari. Kalau kita kalikan tegangan maksimum Vmp dengan arus maksimum Imp yang tercantum pada label panel PV itu, maka akan dapat kita tentukan kapasitas panel itu dalam satuan Watt. Sebagai contoh, label panel surya PV mencantumkan spesifikasi berikut Imp = 8,1A Vmp = 29,7V MPPT = Yes maka kapasitas tenaga panel itu adalah 29,7 X 8,1 = 240 Watt. Untuk menghasilkan kapasitas tenaga 240W, modul PV harus beroperasi pada voltase 29,7V dan arus 8,1A. Perlu kita ingat bahwa panel surya PV adalah perangkat berarus konstan. Tetapi apabila aki yang dicas itu bertegangan dibawah voltase modul PV, tegangan operasi panel surya akan menyesuaikan dengan voltase aki. Jadi kalau voltase aki 12V, tegangan operasi panel akan merosot dari 29,7V ke kisaran 12V. Dengan demikian, kinerja panel surya bukan lagi 240W tetapi outputnya menjadi 12V x 8,1A = 97,2W. Hal ini membuat sistem surya kita kehilangan tenaga sebesar 142,8W 240-97,2, yaitu 59,5% dari tenaga panel surya tidak dimanfaatkan. Kerugian sebesar ini sangat disayangkan sekali. Untuk mengatasi masalah kesusutan tersebut diatas, perlu diterapkan controller pengisian aki yang dilengkapi dengan filtur MPPT agar tenaga 240W dari panel surya bisa diperoleh semaksimal mungkin. MPPT adalah singkatan Maximum Power Point Tracking merupakan perangkat elektronik yang terdapat pada alat pengatur pengisian aki yang dapat mengoptimalkan kenerja antara array surya panel PV dan bank aki. Dengan kata lain, alat ini mampu mengkonversi tegangan tinggi output DC dari panel surya ke tegangan lebih rendah yang diperlukan aki / bank aki. Dalam proses pengisian ini, mekanisme MPPT juga malakukan peningkatan arus DC amper yang dicas ke aki / bank aki. Kita kembali lagi ke contoh perhitungan di atas. Dengan MPPT, alat pengatur pengisian aki menjaga kestabilan tegangan 29,7V, sehingga tenaga yang ditarik dari modul surya tetap 240W dan controller pengecas aki ini kemudian mengkonversi tegangan yang 29,7V ke 12V untuk menyesuaikan dengan voltase aki. Dengan demikian arus yang masuk ke aki menjadi 20A 240W / 12V. Jadi daya arus yang diperoleh aki adalah 20A dan bukan lagi 8,1A seperti yang dihasilkan oleh alat pengatur pengisian jenis PWM. Perbedaan antara kedua jenis controller pengisian aki sudah sangat jelas. Dengan peningkatan daya arus sebesar 11,9A 20A-8,1A, MPPT jauh lebih efisien dari pada PWM. CARA MENENTUKAN DAN MEMILIH KAPASITAS ALAT PENGATUR PENGISIAN AKI Picture Ukuran atau rating untuk controller pengisian aki ditentukan dalam satuan Amper. Untuk menentukan berapa Amper alat pengontrol pengecas aki yang harus digunakan adalah pekerjaan yang sangat sederhana sekali. Kita ambil contoh untuk gedung walet dimana sudah kita tentukan besarnya beban dan ukuran panel sel sebagai berikut - Beban = 187,5W, jadi perlukan dua panel 100W = 200W Ukuran / rating Kontroler Pengecas aki - Voltase aki = 12V - Ukuran alat pengontrol = 200/12 = 16,7A - Dengan pertimbangan faktor efisiensi, perlu kita tambah cadangan 25%, dengan demikian perhitungannya menjadi 16,7 x 1,25 = 20,82A Jadi alat pengatur pengisian aki yang harus dipakai adalah Charge Controller yang rating-nya tidak dibawah 21A. Disamping itu perlu juga memperhatikan voltase maximum yang bisa ditoleransi oleh controller. Kalau panel 100W yang kita contohkan diatas mempunyai Voc = 20V, total Voc untuk 2x100W juga 20V. Jadi alat pengatur pengisian aki yang kita mesti pilih adalah controller yang bertegangan maksimum 20V.
UjicobaMPPT | Solar Charge Controller | SCC EPEVER 30A| Charging Accu 12v dari Panel Seri 24v |Tes Kelebihannya Solar Charge Controller MPPT. SCC Epever 30ADiscover the world's research25+ million members160+ million publication billion citationsJoin for free Kurnifan Adhi Prasetyo Pengembangan Alat Control Charging Panel Surya… 50 PENGEMBANGAN ALAT CONTROL CHARGING PANEL SURYA MENGGUNAKAN ADUINO NANO UNTUK SEPEDA LISTRIK NIAGA Kurnifan Adhi Prasetyo1, Nurhening Yuniarti2, Eko Prianto3 1 Mahasiswa Jurusan Pendidikan Teknik Elektro FT UNY 2,3 Dosen Jurusan Pendidikan Teknik Elektro FT UNY Email kurnifan ABSTRACT The purpose of this research is to know the stages of manufacture, the performance and the development of solar panel control charging devices using arduino nano for commercial electric bicycle. Development of solar panel control charging device is expected to be used in utilizing solar thermal energy as a source of energy on a commercial electric bike with parameters generated from solar panels and battery charging. The result of this research is a solar panel charging control device that is used to control the input voltage from the solar panel to the battery used as a power source for the electric bicycle. The result are, the average battery charging power using 100 Watt Peak WP solar panel was Watt with 160 minutes, the average efficiency of and the yield of the battery voltage from 11 Vdc to Vdc. While the average power charging battery using 300 WP solar panel is 57,43 Watt with time 50 minutes, average efficiency of and battery voltage from 11 Vdc become 12,2 Vdc. Average percentage error of measurement parameter control charging solar panels below 10%. Keywords control charging, solar panels, electric bike ABSTRAK Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui tahapan pembuatan, unjuk kerja dari pengembangan alat control charging panel surya menggunakan arduino nano untuk sepeda listrik niaga. Pengembangan alat control charging panel surya ini diharapkan dapat digunakan dalam memanfaatkan energi panas matahari sebagai sumber energi pada sepeda listrik niaga dengan parameter parameter yang dihasilkan dari panel surya dan pengisian aki. Hasil dari pembuatan proyek akhir ini berupa alat control charging panel surya yang digunakan untuk mengontrol tegangan masukan dari panel surya menuju aki yang dimanfaatkan sebagai sumber tenaga sepeda listrik niaga. Hasil pengujian, daya rata rata pengisian aki menggunakan panel surya 100 Watt Peak WP yang diuji adalah 39,03 Watt dengan waktu 160 menit, rata-rata efisiensi 85,82% dan hasil tegangan aki dari 11 Vdc menjadi 12,5 Vdc. Sedangkan daya rata rata pengisian aki menggunakan panel surya 300 WP yang diuji adalah 57,43 Watt dengan waktu 50 menit, rata-rata efisiensi dan tegangan aki dari 11 Vdc menjadi 12,2 Vdc. Rata-rata persentase kesalahan parameter pengukuran alat control charging panel surya dibawah 10%. Kata Kunci control charging, panel surya, Sepeda Listrik Niaga PENDAHULUAN Penggunaan energi listrik semakin bertambah seiring dengan perkembangan teknologi. Padahal sumber daya alam saat ini semakin berkurang, sedangkan penggunaan energi listrik bahan bakar fosil dalam jangka panjang akan menguras sumber daya alam. Dalam kasus ini, perlu mengembangkan energi alternatif yang dihasilkan dari sumber daya alam yang melimpah. Pemanfaatan energi terbarukan yang lebih ramah lingkungan perlu dioptimalkan, Indonesia memiliki sumber daya Enegi baru terbarukan EBT yang lengkap dari langit, bumi, hingga air, sehingga dapat segera menjadi EBT yang utama. Pemanfaatan energi terbarukan is a must, tidak lagi sekedar Jurnal Edukasi Elektro, Vol. 2, No. 1, Mei 2018 ISSN 2548-8260 Media Online 51 alternatif tetapi harus menjadi mainstream. Rida Mulyana, 20179. Salah satu EBT yaitu Pembangkit Listrik Tenaga Surya PLTS. PLTS saat ini sudah banyak dikembangkan di berbagai tempat di Indonesia. Salah satu pemanfaatannya adalah sebagai penyuplai energi pada alat transportasi ramah lingkungan seperti Sepeda Listrik Niaga Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta. Sepeda Listrik Niaga menggunakan motor listrik arus searah sebagai penggerak utama yang disuplai dari baterai sebagai media penyimpanan listrik arus searah. Alat yang dibutuhkan untuk mengalirkan energi surya diantaranya adalah panel surya, solar charger controller, dan baterai aki sebagai media penyimpanan energi listrik. Ketika intensitas cahaya matahari lemah, alat control charging masih kurang optimal untuk menyalurkan energi listrik menuju baterai. Sehingga energi listrik yang masuk ke Aki mengalami penurunan dan menimbulkan proses membutuhkan waktu lebih lama. Pembacaan parameter pengukuran nilai Arus, Tegangan, dan Daya pada saat pengisian energi listrik masih dengan cara manual menggunakan alat ukur. Sehingga ketika akan melakukan pengukuran parameter pengisian energi litrik menuju aki harus menyiapkan dan memasang alat ukur terlebih dahulu. Pengukuran parameter pengisian energi listrik dengan alat ukur manual kurang efektif karena membutuhkan waktu saat pengisian energi listrik menuju aki berpindah tempat atau tidak tergabung menjadi satu dengan alat control charging panel surya. Berdasarkan permasalahan tersebut perlu dirancang pengembangan control charging panel surya yang lebih optimal. Pengembangan control charging panel surya ini dirancang menyesuaikan perkembangan teknologi saat ini yaitu memanfaatkan teknologi berbasis mikrokontroler. Pengembangan control charging panel surya merupakan alat yang dibutuhkan pada PLTS untuk mengontrol masuknya arus pengisian menuju baterai ditambah dengan pembacaan parameter pengukuran Arus, Tegangan, dan Daya saat pengisian energi listrik menuju baterai yang ditampilkan dalam layar LCD. METODE Control Charging Panel Surya merupakan rangkaian elektronik yang mengatur proses pengisian baterai atau rangkaian aki Battery Bank dari panel surya. Tegangan DC yang dihasilkan oleh panel sel surya umumnya bervariasi 12 volt ke-atas. Kontroler ini berfungsi sebagai alat pengatur tegangan baterai agar tidak melampaui batas. Disamping itu, alat pengontrol ini juga mencegah pengaliran arus dari baterai mengalir balik ke panel sel surya ketika proses pengisian sedang tidak berlangsung misalnya pada malam hari sehingga baterai yang sudah diisi tidak terkuras tenaganya. Apabila baterai atau rangkaian aki sudah penuh terisi, maka aliran DC dari panel surya akan diputuskan agar baterai itu tidak lagi menjalani pengisian sehingga pengerusakan terhadap baterai bisa dicegah dan usia aki bisa diperpanjang. Pengendalian proses pengisian baterai dengan membuka dan menutup aliran arus DC dari panel surya ke baterai adalah fungsi yang paling dasar sebuah charge controller. Pengembangan alat control charging panel surya dirancang dengan perkembangan teknologi saat ini untuk memaksimalkan daya listrik yang dihasilkan dari panel surya dengan mencari nilai titik maksimum. Pengembangan lain adalah pembacaan parameter pengukuran kontrol pengisian energi listrik dari panel surya menuju baterai. Pembacaan parameter pengukuran biasanya dilakukan dengan cara manual dapat dibuat lebih praktis dengan menampilkan parameter pengukuran daya, tegangan, arus saat pengisian energi listrik, sehingga parameter pengukran dapat ditampilkan dalam LCD. Kurnifan Adhi Prasetyo Pengembangan Alat Control Charging Panel Surya… 52 Komponen utama dan pendukung yang digunakan dalam penelitian ini yaitu Arduino, Unit Penurun Tegangan DC ke DC, Sensor Arus, Sensor Tegangan, Liquid Cristal Display LCD, Panel Surya, Baterai Aki dan Sepeda Listrik Niaga. Arduino yang merupakan sebuah platform hardware yang bersifat open-source. Papan Arduino yang digunakan adalah ATMEGA328. Program yang di gunakan Arduino adalah bahasa pemerograman yang dimiliki oleh Arduino sendiri, namun memiliki kemiripan syntax dengan bahasa pemrograman C. Modul regulator penurun tegangan dalam Unit Penurun Tegangan DC ke DC mengunakan bahan solid capacitor dan PCB berkualitas untuk menjamin kualitas tegangan yang dibutuhkan. Sensor arus yang digunakan adalah sensor arus ACS712 Allegroo Current Sensor. ACS 712 berfungsi untuk mendeteksi besaran arus yang mengalir lewat blok terminal. Sensor tegangan berfungsi sebagai sensor pembanding antara tegangan yang diukur dengan tegangan tegangan maksimal yang diijinkan untuk diolah pada mikrokontroler. LCD yang digunakan pada alat pengukuran parameter control charging panel surya ini mengguakan LCD 20x4. LCD 20x4 merupakan LCD yang terdiri dari 4 baris dan 20 karakter. Panel Surya adalah teknologi berdasarkan semikonduktor dalam kondisi padat yang mengkonversi energi cahaya matahari secara langsung menjadi energi listrik, tanpa ada bagian yang berputar, tidak menimbulkan kebisingan, dan tanpa mengeluarkan gas buangan. Akumulator yang digunakan untuk sistem pembangkit listrik tenaga surya mempunyai fungsi ganda. Pada suatu sisi akumulator memilki fungsi sebagai penyimpan energi, sedangkan disisi lain baterai berfungsi sebagai catu daya beban. Pada penyimpanan ini menggunakan Aki dengan input tegangan 12-16 Vdc dengan kemampuan 12 Ah. Motor listrik DC digunakan sebagai penggerak Sepeda Listrik Niaga karena menggunakan arus listrik searah dalam sistemnya. Motor listrik yang digunakan adalah motor BLDC 48 V 500 watt. Karena tegangan kerja motor BLDC yaitu 48 V dan juga mempertimbangkan faktor ekonomis serta fleksibilitas, maka baterai Aki yang digunakan adalah baterai 12 V yang dirangkai secara seri sebanyak 4 buah sehingga tegangan total baterai menjadi 48 V sesuai dengan beban motor BLDC. Gambar 1. Sepeda Listrik Niaga FT UNY Konsep rancangan pembuatan pengembangan alat control charging panel surya secara keseluruhan melalui 4 tahapan 1 analisis kebutuhan alat dan bahan ; 2 tahap perancangan alat; 3 tahap pembuatan alat; dan 4 tahap pengujian. Analisis kebutuhan alat dan bahan dilakukan untuk mengidentifikasi peralatan-peralatan dan sarana bahan untuk menunjang dalam pembuatan alat dan pemantauan data. Tahap perancangan merupakan tahapan untuk merancang rangkaian yang dibutuhkan dalam pembuatan pengembangan alat control charging panel surya. Proses perancangan dan pembuatan pengembangan alat control charging panel surya ini melalui beberapa tahap. Perancangan rangkaian elektronika menggunakan software Proteus untuk melakukan simulasi. Langkah awal merancang rangkaian elektronika yaitu membuat blok diagram dari sistem yang akan dibuat seperti yang ditunjukkan oleh gambar 2. Jurnal Edukasi Elektro, Vol. 2, No. 1, Mei 2018 ISSN 2548-8260 Media Online 53 MulaiPembacaan SensorArus dan Tegangan PanelKalkulasi Daya Panel >2 WattTegangan Aki> VTegangan V – VKembaliyatidaktidak tidakMosfet Aktifya ya yaMosfet Tidak AktifTegangan Aki< VLed MerahAktifLed KuningAktifLed HijauAktifGambar 2. Flowchart Alat Control Charging Panel Surya Catu daya untuk alat pengembangan sistem charging controller panel surya menggunakan modul regulator penurun tegangan. Prinsip kerja regulator penurun tegangan ini adalah menurunan sumber tegangan DC dari baterai aki antara 11 Vdc – 13 Vdc menjadi 5 Vdc sesuai dengan kebutuhan arduino nano. Kurnifan Adhi Prasetyo Pengembangan Alat Control Charging Panel Surya… 54 Gambar 3. Skema Rancangan Alat Perancangan sensor tegangan dalam alat control charging berfungsi sebagai data masukan yang akan diolah dipadukan dengan sensor arus yang menghasilkan daya dari panel surya sebagai parameter untuk mengkatifkan mosfet. Rangkaian sensor tegangan ini bekerja dengan menurunkan level tegangan dari tegangan yang diukur menjadi tegangan yang diijinkan arduino. Gambar 4. Rangkaian Sensor Tegangan Perancangan sensor arus dalam alat control charging panel surya berfungsi sebagai data masukan yang akan diolah dipadukan dengan sensor tegangan yang menghasilkan daya dari panel surya sebagai parameter untuk mengkatifkan mosfet. Sensor arus yang digunakan adalah modul sensor arus ACS 712 30A. Gambar 5. Rangkaian Sensor Arus Penggunaan LCD 20x4 ini digunakan untuk menampilkan data yang sudah didapatkan dan diolah pada mikrokontroler arduino. LCD ini digunakan sebagai penampil data secara visual berdasarkan pengukuran dari sensor-sensor tersebut. LCD 20x4 ini merupakan LCD yang mempunyai 20 kareakter dan 4 baris. Perencanaan penggunaan lampu LED adalah sebagai indikator dari pembacaan tegangan pada baterai aki. Lampu LED yang digunakan berjumlah tiga buah berwarna merah sebagai indikator tegangan aki dibawah 11,8 Vdc, warna kuning indikator tegangan aki antara 11,8 Vdc sampai 14,2 Vdc, dan warna Jurnal Edukasi Elektro, Vol. 2, No. 1, Mei 2018 ISSN 2548-8260 Media Online 55 hijau sebagai indikator tegangan melebihi 14,2 Vdc. Gambar 6. Rangkain LED Perancangan penggunaan mosfet IRFZ44N adalah sebagai saklar elektronik yang dikendalikan dari driver mosfet IR2104 dimana driver mosfet mendapat masukan dari hasil pembacaan sensor arus dan sensor tegangan arduino nano. Mosfet akan aktif jika daya hasil perkalian dari pembacaan arus dan tegangan panel telah memenuhi syarat. Mosfet akan menjadi nonaktif ketika daya panel dan tegangan pengisian baterai aki tidak sesuai dari persyaratan. Gambar 7. Rangkaian Mosfet Sebagai Saklar Penggunaan rangkaian buck converter adalah untuk menurunkan tegangan dari panel surya menuju baterai aki. Tegangan dari panel surya yang mencapai 17 Vdc saat pengisian dapat mengurangi usia dari baterai aki akibat tegangan masukan yang berlebihan. Gambar 8. Rangkaian Buck Converter Tahap pembuatan dilaksanakan untuk merealisasikan alat control charging panel surya setelah dilakukan perancanaan alat control charging panel surya. Tahap pembuatan ini meliputi pencetakan gambar rangkaian, pelarutan PCB, pengeboran PCB, pemasangan komponen, dan permrograman rangkaian. HASIL DAN PEMBAHASAN Pengujian alat control charging panel surya merupakan proses yang dilakukan untuk mengetahui kemampuan dan unjuk kerja dari kondisi alat. Selain itu pengujian ini dilakukan untuk mengetahui tingkat kesesuaian alat control charging panel surya dalam pengukuran parameter-parameter pada pembangkit listrik tenaga surya. Tabel 1. Pengujian Sensor Tegangan Panel Surya Kurnifan Adhi Prasetyo Pengembangan Alat Control Charging Panel Surya… 56 Tabel 2. Pengujian Sensor Tegangan Aki Tabel 3. Pengujian sensor arus panel surya Pembacaan Amperemeter A Pembacaan Sensor Arus A Gambar 9. Grafik Daya Pengisian Aki 100 WP Gambar 20. Grafik Daya Pengisian Aki 300 WP Pembahasan Pengujian alat control charging panel surya diperlukan untuk mengetahui unjuk kerja alat ini. Berdasarkan pengujian yang ditunjukkan Tabel 1 dan Tabel 2 bahwa pengujian sensor tegangan panel surya dengan input tegangan 19 Vdc, sensor tegangan menghasilkan output 2,1 Vdc, sedangkan sensor tegangan untuk Aki menghasilkan output 3,1 Vdc. Data tersebut membuktikan bahwa sensor tegangan ini bekerja dengan baik karena dengan pemberian tegangan input 19 Vdc maka sensor tegangan ini dapat mendeteksi penurunan tegangan menjadi 2,1 Vdc untuk sensor tegangan panel surya dan mendeteksi penurunan tegangan menjadi 3,1 Vdc untuk sensor tegangan aki. Tegangan 2,1 Vdc ini akan diolah oleh mikokontroler dan dihitung dengan perbandingan 19 hasil dari perbabandingan antara tegangan keluaran 2,1 Vdc dengan tegangan masukan 19 Vdc. Sedangkan tegangan 3,1 Vdc ini akan diolah mikrokontroler dan dihitung dengan perbandingan 16 hasil dari perbabandingan antara tegangan keluaran 3,1 Vdc dengan tegangan masukan 19 Vdc. Berdasarkan pengujian tabel 3, semakin besar pengukuran arus, maka semakin besar pula selisih pembacaan sensor arus. Dari pengujian yang ada maka dapat dihitung rata rata persentase kesalahan sebagai berikut 0102030405060708090050 100 150 200Grafik Daya Pengisian Aki 020406080100120010 20 30 40 50 60DAYA PENGISIAN AKI Jurnal Edukasi Elektro, Vol. 2, No. 1, Mei 2018 ISSN 2548-8260 Media Online 57 Sensor Arus Panel surya Rata-rata kesalahan = = % = 5,38% Sensor Arus Pengisian Aki Rata-rata kesalahan = % = 5,65 % Pembahasan unjuk kerja Panel surya 100 WP Rata-rata daya pengisian aki = = = 39,03 W Rata-rata Efisiensi = = x 100 % = 85,82 % Pembahasan unjuk kerja Panel surya 300 WP Rata-rata daya pengisian aki = = = 57,43 W Rata-rata Efisiensi = = x 100% = 88,48 % Pengujian alat control charging Panel Surya menghasilkan data uji pengisian yang sangat baik. Grafik pengisian energi dari panel surya sesuai dengan naik turunnya intensitas cahaya matahari. Persentase kesalahan dari pembacaan nilai Arus, Tegangan, dan Daya masih dibawah toleransi 10%. Untuk memaksimalkan pembacaan paramater nilai pengisian energi listrik menuju listrik DC dapat dimaksimalkan dengan memperbaiki pogram pembacaan adc sehingga pembacaan nilai paramater lebih presisi. Dalam Perbaikan desain box, dapat menggunakan bahan akrilik atau box yang lebih kokoh agar alat lebih kuat digunakan ketika sepeda listrik niaga dioperasikan. Untuk mengantisipasi tegangan lebih atau overvoltage alat control charging dapat ditambah dengan buzzer. SIMPULAN Alat control charging panel surya dirancang dengan tahapan, yaitu a tahap analisis kebutuhan, b tahap perancangan komponen yang meliputi perancangan pemilihan arduino nano, regulator step down DC-DC, sensor arus, sensor tegangan, dan LCD 20x4, c tahap pembuatan alat yang meliputi pembuatan jalur PCB, pemasangan dan perangkaian komponen secara keseluruhan, dan d tahap pengujian unjuk kerja alat. Unjuk kerja dari alat control charging panel surya ini meliputi pengukuran tegangan, arus, dan daya keluaran panel surya dan pengukuran saat pengisian aki. Daya rata rata pengisian aki menggunakan panel surya 100 WP yang diuji adalah 39,03 Watt dengan waktu 160 menit, rata-rata efisiensi 85,82%, dan hasil tegangan aki dari 11 Vdc menjadi 12,5 Vdc. Sedangkan daya rata rata pengisian aki menggunakan panel surya 300 WP adalah 57,43 Watt dengan waktu 50 menit, rata-rata efisiensi 88,48%, dan tegangan aki dari 11 Vdc menjadi 12,2 Vdc. Rata-rata Persentase kesalahan parameter pengukuran alat control charging panel surya dibawah 10%. Kurnifan Adhi Prasetyo Pengembangan Alat Control Charging Panel Surya… 58 DAFTAR RUJUKAN Ali, Muhamad. 2011. Modul Kuliah Teknik Elektronika Daya. Yogyakarta Jurusan Pendidikan Teknik Elektro FT UNY. Astra, I Made, Satwiko, dan Sidopekso, 2011. “Studi Rancang Bangun Solar Charge Controller dengan Indikator Arus, Tegangan dan Suhu Berbasis Mikrokontroler ATMega 8535”. Spektra Jurnal Fisika dan Aplikasinya, Vol, XI, 21. Bortignon, Simone. 2017. Connecting Solar Panels in Parallel. Diakses pada tanggal 29 September 2017, Deba. 2014. Arduino Mppt Solar Charge Controller Diakses pada tanggal 19 September 2017, Fitriandi, Afrizal. 2016. “Rancang Bangun Alat Monitoring Arus dan Tegangan Berbasis Mikrokontroler dengan SMS Gateway”. Electrician, Vol 10, No,2, 1-12. Jamal, Abid. 2015. Home Made Maximum Power Point Tracking MPPT Charge Controller Alternative energy. Machmud Effendy, Nur Alif Mardiyah, Khusnul Hidayat. 2017. “Implementasi Maximum Power Point Tracking pada Photovoltaic Berbasis P&O-Fuzzy”. JNTETI, Vol. 6, No. 1, Februari 2017. Sukandarrumidi. 2013. Energi Terbarukan Konsep Dasar Menuju Kemandirian Energi. Yogyakarta UGM Press. Yanuar. 2015. Membuat Rangkaian Alat Buck Converter Dan Boost Converter. Diakses pada tanggal 29 November 2017, ... Charging Control Panel Surya merupakan rangkaian elektronik yang mengatur proses pengisian baterai atau rangkaian aki Battery Bank dari panel surya Prasetyo, 2018. Solar charge controller mengatur overcharging kelebihan pengisian -karena baterai sudah 'penuh' dan kelebihan voltase dari panel surya. ...... Sesuai yang ditunjukkan gambar 5, hampir 50% responden menunjukkan ketertarikan terhadap tampilan dan fungsional dari perangkat pembelajaran panel surya. Prasetyo, 2018Sejumlah 85% responden menyatakan sangat terbantu dengan perangkat pembelajaran panel surya dalam proses untuk memahami pembelajaran tentang perubahan energi cahaya matahari menjadi energi listrik gambar 6. ...... untuk mendapatkan hasil penelitian proses charging, digunakan sensor tegangan berupa resistor yang dipasang secara seri untuk membaca tegangan sumber dan tegangan baterai Prasetyo, 2018. Dan sinyal analog yang didapat dikonversi menggunakan kontroler arduino charge ControllerI Gusti Ngurah A M, 2016. ...The need for a charge controller for the use of electrical energy sourced from solar panels and DC generators is very necessary for the purposes of the battery function as electric power in the inverter which functions as a voltage source. Usually the battery is used for inverter purposes in meeting household electricity needs as a substitute for PLN. The charging process will occur if the output voltage from the DC voltage source is higher than the battery voltage to be recharged. In this study, the charging process is based on PWM settings, and consists of 2 types, namely boost mode and float mode which are distinguished from the duty cycle setting. The voltage reading on the voltage divider sensor using a resistor has an error of less than at the source terminal, and at the battery. However, the charging process is able to provide an average voltage of Volts on the battery 12 Volts, so that the charging process can run well.... Untuk menghindari hal-hal yang terjadi, charger regulator diperlukan kemampuan apa untuk menipu dan memasok energi listrik ke perangkat keras elektronik ketika diperlukan melepaskan dan untuk mulai mengisi ulang ketika baterai hampir tidak terisi. [4]. ...Seiring dengan pertambahan penduduk dan juga mendorong inovasi, keberadaan manusia membutuhkan energi listrik sehingga diperlukan energi pilihan yang dapat diubah menjadi energi listrik. Charger berbasis sinar matahari adalah salah satu perangkat elektronik yang dapat dengan mudah mengubah energi radiasi matahari menjadi energi listrik. Dalam mengubah energi radiasi bertenaga matahari menjadi energi listrik, tidak setiap bagian terakhir diubah tetapi hanya sebagian yang diubah bergantung pada efektivitas sel berbasis matahari itu sendiri. Motivasi di balik penelitian ini adalah untuk menyaring dan mengambil batasan dengan meneliti nilai hasil pengisi daya berbasis sinar matahari yang terdiri dari tegangan, arus dan keadaan baterai yang diisi atau dilepaskan melalui layar LCD 16x2 tentang pengamatan tampilan papan dan baterai. Rencana kerangka kerja yang dibangun memanfaatkan sensor tegangan arus, penelitian ini memanfaatkan modul sensor arus ACS712 dengan arus paling ekstrim 5 ampere. Kontroler menghasilkan arus akan melalui sensor dan dikirim ke baterai. Ketika arus hasil melewati sensor, sensor akan membaca streaming yang sedang berlangsung, menggunakan kontrol ArduinoAndre Setyawan Agus UlinuhaKebutuhan akan energi listrik saat ini semakin meningkat seiring dengan meningkatnya kemajuan teknologi, namun peningkatan ini tidak sebanding dengan pasokan energi listrik itu sendiri. Maka dari itu saat ini pembangkit yang sangat berpotensi di Indonesia adalah pembangkit Listrik tenaga surya, karena Indonesia sendiri letaknya berada di daerah tropis yang mana sebenarnya menerima sinar matahari yang cukup berkesinambungan dan dalam implementasinya tidak menghasilkan polusi udara yang bisa merusak alam serta cadangan energinya yang tidak terbatas. Pembangkit listrik tenaga surya ini bisa menjadi solusi untuk digunakan sebagai charging sepeda listrik Solar Charge Station. Sepeda listrik yang digunakan merupakan sistem sebelumnya dikembangkan dalam riset ini. Solar Charge Station digunakan sebagai tempat charging sepeda listrik. Sumber energi yang digunakan untuk mensuplay charge station memanfatkan energi dari panel surya. Sistem pembangkit listrik tenaga surya ini tidak terhubung ke jaringan listrik off grid. Panel surya menangkap cahaya sinar matahari diwaktu siang hari dan disimpan pada baterai setelah melalui regulator. Energi yang disimpan digunakan untuk charging baterai sepeda listrik dan peralatan sistem penyewaan Power Point Tracking MPPT technology is an alternative solution to improve efficiency of solar cells photovoltaic. The main part of MPPT technology is DC-DC converter circuit and control algorithm. This paper proposes a control algorithm Perturbation and Observe P&O-Fuzzy on MPPT, which can improve the efficiency of solar cells, and simultaneously comparing the control algorithms P&O and P&O-Fuzzy. Synchronous buck converter is used to reduce the voltage of solar cells. The buck converter is controlled using P&O and P&O-Fuzzy algorithms. These algorithms use two inputs; change of power and change of voltage, produced by the solar cell. MPPT technology has been tested using solar cells with a capacity of 50 Watt as a source of electrical energy, battery 12V/45aH as energy storage, and resistor as load. The test results indicate that the P&O algorithm has an efficiency of 86% with rise time tr and steady state time ts at seconds, while the P&O-Fuzzy algorithm has an efficiency of 89% with rise time tr and steady state time ts at Rancang Bangun Solar Charge Controller dengan Indikator Arus, Tegangan dan Suhu Berbasis Mikrokontroler ATMega 8535AstraMadeDan SatwikoSidopeksoAstra, I Made, Satwiko, dan Sidopekso, 2011. "Studi Rancang Bangun Solar Charge Controller dengan Indikator Arus, Tegangan dan Suhu Berbasis Mikrokontroler ATMega 8535". Spektra Jurnal Fisika dan Aplikasinya, Vol, XI, Solar Panels in Parallel. Diakses pada tanggalSimone BortignonBortignon, Simone. 2017. Connecting Solar Panels in Parallel. Diakses pada tanggal 29 September 2017, Mppt Solar Charge Controller 2014. Arduino Mppt Solar Charge Controller Diakses pada tanggal 19 September 2017, NO-SOLAR-CHARGE-CONTROLLER-Version-30/Rancang Bangun Alat Monitoring Arus dan Tegangan Berbasis Mikrokontroler denganAfrizal FitriandiFitriandi, Afrizal. 2016. "Rancang Bangun Alat Monitoring Arus dan Tegangan Berbasis Mikrokontroler dengan SMS Gateway". Electrician, Vol 10, No,2, Made Maximum Power Point Tracking MPPT Charge Controller Alternative energyAbid JamalJamal, Abid. 2015. Home Made Maximum Power Point Tracking MPPT Charge Controller Alternative Rangkaian Alat Buck Converter Dan Boost Converter. Diakses pada tanggalYanuarYanuar. 2015. Membuat Rangkaian Alat Buck Converter Dan Boost Converter. Diakses pada tanggal 29 November 2017, 2015/09/
Controllermerupakan sebuah perangkat elektronik berbentuk kotak yang berfungsi untuk mengatur aliran listrik dari panel surya ke Batere atau aki menuju ke tiap rumah. Inverter. Inverter merupakan seperangkat alat yang merupakan rangkaian komponen elektronika yang di gunakan untuk mengubah arus DC (Direct curent) menjadi arus AC (alternating
Beberapainverter hibrida juga terhubung ke papan sebagai cadangan, memungkinkan daya dialihkan ke baterai saat panel surya gagal atau jika listrik PLN padam. Meteran. Penggunaan komponen meteran pada sistem rangkaian PLTS sangatlah penting. Meteran dapat memantau daya listrik yang dihasilkan dari panel surya.
ChargeController adalah rangkaian elektronik yang mengatur proses pengisian aki atau rangkaian aki ( Battery Bank ). Tegangan DC yang dihasilkan oleh panel sel surya umumnya bervariasi 12 volt ke-atas. Kontroler ini berfungsi sebagai alat pengatur tegangan aki agar tidak melampaui batas toleransi dayanya.
Kelebihandari sistem alat akuisisi data panel surya ini adalah hasil pengukuran dari setiap sensor dapat diproses secara langsung disimpan oleh SD Card dari nilai tegangan dan arus yang diolah didalam mikrokontroler, serta mengetahui nilai cahaya dan suhu di lingkungan panel surya secara langsung.
Sesuaikankebutuhan daya yang dibutuhkan dengan panel sel surya, inverter, aki. B. Cara Kerja Pada siang hari panel surya menerima cahaya (sinar) matahari yang kemudian diubah menjadi energi listrik oleh sel-sel kristal melalui proses photovoitaic.
