Post on 07-Jul-2018
OPTIMALISASI SISTEM PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA ANGIN DENGAN PENGATURAN SUDUT SUDU DAN MAXIMUM POWER
POINT TRACKER
OLEH:HANIFAH NUR KUMALA N.
2207100 098
Dosen Pembimbing :
Prof. Dr.Ir. Mochamad Ashari, M.Eng
Vita Lystianingrum ST., M.Sc
LATAR BELAKANG
• Angin sebagai energi alternatif yang dapatmenggantikan bahan bakar fosil.
• Pembangkit listrik tenaga angin mempunyaikarakteristik rasio daya yang rendah seiring denganbertambahnya beban.
• Daya yang dihasilkan semakin bertambah seiringdengan bertambahnya kecepatan angin. Terkadangmelebihi kapasitas generatornya
TUJUAN
1. Meningkatkan rasio daya sistem PembangkitListrik Tenaga Angin.
2. Menjaga agar daya keluaran sistem beradapada kisaran daya nominal generator.
BATASAN MASALAH
• Dalam pengerjaan tugas akhir, permasalahan di atas dibatasi sebagai berikut:
1. Simulasi dan analisis menggunakan perangkat lunak MATLAB .
2. Beban yang digunakan berupa beban resistif.
3. Sistem pengaturan sudut sudu dan MPPT secara terpisah.
Wind Turbine
• Bagian penangkap energi angin yang diubah menjadi
energi mekanik untk menggerakkan generator.
•. Berdasarkan bentuknya, dibagi menjadi tipe Vertical
Axis Wind Turbine (VAWT) dan Horizontal Axis Wind
Turbine (HAWT).
HAWT VAWT
Sistem Tanpa MPPT(2)
R v = 4 m/s v= 6 m/s v= 8 m/s
25 3262 8090 14700
50 4548 8788 15180
75 5135 8037 13240
100 4783 7139 11870
125 4399 6374 10320
200 3981 4719 7743
300 2968 3416 5805
400 2234 2771 4511
500 1749 2277 3785
750 1433 1608 2650
1000 1018 1215 2052
Sistem Tanpa MPPT dengan berbagai beban dan kecepatan angin
Sistem dengan MPPT(1)
Pada dasarnya hampir sama dengan sistem tanpa MPPT, tetapi setelah
rectifier dihubungkan dengan Boost Converter yang dihubungkan dengan
beban. Pada sisi beban diukur nilai tegangan dan arus yang menjadi daya
dan digunakan sebagai masukan MPPT. Tegangan Boost juga menjadi
masukan MPPT yang keluarannya menjadi duty cycle pada Boost Converter
Sistem dengan Pengaturan Sudut Sudu
Wind
Turbine
Generator
InduksiRectifier
Kecepatan
Angin
Load
Kapasitor terhubung
bintang
P GeneratorPengaturan
Sudut Sudu
Beta
Blok Diagram Sistem dengan Pengaturan Sudut Sudu
Blok Diagram Pengaturan Sudut Sudu
Hasil Analisa
Sistem tanpa
MPPT dan
dengan MPPT
•Untuk melihat sejauh mana MPPT
bisa mengoptimalkan daya
Sistem dengan
Pengaturan
Sudut Sudu
•Untuk membandingkan hasil
pengaturan sudut sudu dengan
daya nominal generator
• Untuk hasil analisa kita pisahkan sistem dengan MPPTdengan
sistem pengaturan sudut sudu.
Sistem tanpa dan dengan MPPT• Untuk kecepatan angin 4 m/s
Dari hasil didapatkan bahwa rata-rata daya
dibandingkan daya maksimum:
• Untuk pengujian tanpa MPPT = 62,87 %
• Untuk pengujian dengan MPPT= 72,68 %
Untuk kecepatan angin 6 m/s
Dari hasil didapatkan bahwa rata-rata daya
dibandingkan daya maksimum:
• Untuk pengujian tanpa MPPT = 56,31 %
• Untuk pengujian dengan MPPT= 69,79 %
Sistem tanpa dan dengan MPPT(2)• Untuk kecepatan angin 8 m/s
Dari hasil didapatkan bahwa rata-rata
daya dibandingkan daya maksimum:
• Untuk pengujian tanpa MPPT = 55,01
%
• Untuk pengujian dengan MPPT=
68,98 %
Sistem tanpa dan dengan MPPT(3)
Kec. Angin
(m/s)
Rasio Daya Rata-
Rata (%)
Tanpa
MPPT MPPT
4 62,72 72,68
6 56,31 69,79
8 55,01 68,98
Dari berbagai kecepatan angin di atas bisa kita lihat bahwa
rata-rata daya tanpa MPPT hanya sekitar 58.01% saja
sedangkan yang dengan MPPT rasio daya rata-rata
mengalami kenaikan yaitu sebesar 70.48%.Bila kita ambil
kesimpulan, maka MPPT ini bisa meningkatkan efisiensi daya
dari sistem.
Sistem dengan Pengaturan Sudut Sudu
Kec. Angin
(m/s)
Tanpa
Pengaturan
Sudut Sudu
(kW)
Dengan Pengaturan
Sudut Sudu
(kW)
18 61.15 18.74
19 69.65 15.05
20 75.78 17.43
21 84.07 18.74
22 91.09 17.47
23 76.72 13.85
24 26.51 10.56
Sistem dengan Pengaturan Sudut Sudu
Kec. Angin (m/s) Eror (%)
18 24.93
19 0.33
20 16.2
21 24
22 16
23 8
24 30
Bila kita lihat di atas, dengan pengaturan sudut sudu bisa
menghasilkan keluaran generator yang nilainya kurang
lebih hampir sama dengan nilai daya nominal generator
yaitu 15 KW. Hal ini membuktikan bahwa pengaturan yang
dilakukan cukup berhasil. Meskipun tidak bisa memenuhi
set point.Dari hasil simulasi dengan pengaturan sudut
sudu didapatkan bahwa rasio rata-rata eror sebesar
17.06%.
KESIMPULAN
• Dari analisa hasil simulasi serta pembahasan yang telah dilakukan dapatdisimpulkan bahwa :
1. MPPT dapat digunakan untuk meningkatkan rasio daya Sistem PembangkitListri Tenaga Angin . Sistem Pembangkit Listri Tenaga Angin tanpa MPPT memiliki rasio daya sebesar 58.01%, dan yang dengan MPPT sebesar70.48%.
2. Pengaturan sudut sudu terbukti dapat membatasi daya mendekati dayanominal generator. Dengan pengaturan sudut sudu rasio eror terhadapdaya nominal sebesar 17.06 %.
SARAN
• MPPT yang digunakan untuk menaikkan daya Sistem Pembangkit ListrikTenaga Angin dengan metode Perturbation & Observation belum bisamenigkatkan daya dengan maksimal karena metode ini adalah metodeyang cukup sederhana dan penggunaan metode lain semisal AI untukMPPT dapat dilakukan untuk memperbaiki kinerja dari MPPT (rasio dayasemakin meningkat).