ANALISIS EFISIENSI PADA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA ...

10
JESCE, 4 (2) Agustus 2020 ISSN 2549-628X (Print) ISSN 2549-6298 (Online) 10.31289/jesce.v4i1.3867 JESCE (Journal of Electrical and System Control Engineering) Available online http://ojs.uma.ac.id/index.php/jesce ANALISIS EFISIENSI PADA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA EFFICIENCY ANALYSIS OF SOLAR POWER PLANT SYSTEM Suprianto 1 , Muhammad Fadlan Siregar 2 1)Program Studi Teknik Elektro, Politeknik Negeri Medan 2)Progaram Teknik Elektro, Universitas Tjut Nyak Dhien Diterima: Juni 2020; Disetujui: Agustus 2020; Dipublikasi: Agustus 2020 *Coresponding author: [email protected] Abstrak Effisiensi pada komponen sistem pembangkit listrik tenaga surya (PLTS) merupakan hal yang perlu diketahui untuk desain system yang efektif. Penelitian analisis efisiensi pada komponen sistem pembangkit listrik tenaga surya bertujuan untuk mengetahui efisisensi komponen sistem PLTS yaitu efisiensi solar charge controller (SCC), efisiensi inverter dan efisiensi saluran penghantar antara baterai dan inverter. Metode yang digunakan adalah metode eksperimental yaitu merancang solar home sistem dan melakukan pengukuran besaran listrik pada masing-masing komponen sistem. Peralatan yang digunakan adalah panel surya kapasitas 2000wp, inverter 3000watt, solar charge controller 60 A dan baterai 400Ah 24volt. Hasil penelitian menunjukkan bahwa efisiensi rata-rata solar charge controller yaitu 80%, rugi-rugi daya sebesar 20% terjadi akibat adanya pembatasan nilai tegangan dan arus pada output scc untuk memproteksi baterai dari tegangan dan arus lebih dari modul photovoltaic. Hasil peneltian menunjukan daya yang terbuang akibat proteksi scc ini bervariasi dari 32watt hingga 239watt pada daya input photovoltaic sebesar 149watt hingga 1239watt. Efisensi rata-rata inverter adalah 84% dan berfluktuasi dari 71% hingga 97%, efisiensi 71% terjadi pada pembebanan sebesar 38watt sedangkan untuk efisiensi 97% terjadi pada pembebanan 277watt. Efisiensi rata-rata saluran sebesar 96% dengan fluktuasi efisiensi saluran akibat pembebanan hanya 2% dan fluktuasi ini lebih stabil dibandingkan fluktuasi efisiensi inverter dan scc yang masing-masing sebesar 26%. Kata Kunci: efisiensi, scc, inverter, beban, daya. Abstract Efficiencies in the components of solar power generation systems (PLTS) are things that need to be known for an effective system design. The research of efficiency analysis on the components of solar power generation systems aims to determine the efficiency of PLTS system components, namely the efficiency of the solar charge controller (SCC), the efficiency of the inverter and the efficiency of the conduit between the battery and the inverter. The method used is an experimental method that designing a solar home system and measuring the quantity of electricity in each component of the system. The equipment used is a 2000 wp capacity solar panel, a 3000watt inverter, a 60 A solar charge controller and a 400Ah 24volt battery. The results showed that the average solar charge controller efficiency was 80%, power losses of 20% occurred due to the limitation of the voltage and current at the SCC output to protect the battery from overvoltages and currents from the photovoltaic module. The results of the research show that the power wasted due to the protection of this SCC varies from 32watts to 239watts on the photovoltaic input power of 149watts to 1239watts. The average efficiency of an inverter is 84% and fluctuates from 71% to 97%, 71% efficiency occurs at a load of 38watts while for an efficiency of 97% occurs at a loading of 277watts. The average cable efficiency is 96% with fluctuations in cable efficiency because loading only

Transcript of ANALISIS EFISIENSI PADA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA ...

Page 1: ANALISIS EFISIENSI PADA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA ...

JESCE, 4 (2) Agustus 2020 ISSN 2549-628X (Print) ISSN 2549-6298 (Online)

10.31289/jesce.v4i1.3867

JESCE (Journal of Electrical and System Control Engineering)

Available online http://ojs.uma.ac.id/index.php/jesce

ANALISIS EFISIENSI PADA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA

EFFICIENCY ANALYSIS OF SOLAR POWER PLANT SYSTEM

Suprianto1, Muhammad Fadlan Siregar2

1)Program Studi Teknik Elektro, Politeknik Negeri Medan 2)Progaram Teknik Elektro, Universitas Tjut Nyak Dhien

Diterima: Juni 2020; Disetujui: Agustus 2020; Dipublikasi: Agustus 2020

*Coresponding author: [email protected]

Abstrak Effisiensi pada komponen sistem pembangkit listrik tenaga surya (PLTS) merupakan hal yang perlu diketahui untuk desain system yang efektif. Penelitian analisis efisiensi pada komponen sistem pembangkit listrik tenaga surya bertujuan untuk mengetahui efisisensi komponen sistem PLTS yaitu efisiensi solar charge controller (SCC), efisiensi inverter dan efisiensi saluran penghantar antara baterai dan inverter. Metode yang digunakan adalah metode eksperimental yaitu merancang solar home sistem dan melakukan pengukuran besaran listrik pada masing-masing komponen sistem. Peralatan yang digunakan adalah panel surya kapasitas 2000wp, inverter 3000watt, solar charge controller 60 A dan baterai 400Ah 24volt. Hasil penelitian menunjukkan bahwa efisiensi rata-rata solar charge controller yaitu 80%, rugi-rugi daya sebesar 20% terjadi akibat adanya pembatasan nilai tegangan dan arus pada output scc untuk memproteksi baterai dari tegangan dan arus lebih dari modul photovoltaic. Hasil peneltian menunjukan daya yang terbuang akibat proteksi scc ini bervariasi dari 32watt hingga 239watt pada daya input photovoltaic sebesar 149watt hingga 1239watt. Efisensi rata-rata inverter adalah 84% dan berfluktuasi dari 71% hingga 97%, efisiensi 71% terjadi pada pembebanan sebesar 38watt sedangkan untuk efisiensi 97% terjadi pada pembebanan 277watt. Efisiensi rata-rata saluran sebesar 96% dengan fluktuasi efisiensi saluran akibat pembebanan hanya 2% dan fluktuasi ini lebih stabil dibandingkan fluktuasi efisiensi inverter dan scc yang masing-masing sebesar 26%. Kata Kunci: efisiensi, scc, inverter, beban, daya.

Abstract

Efficiencies in the components of solar power generation systems (PLTS) are things that need to be known for an effective system design. The research of efficiency analysis on the components of solar power generation systems aims to determine the efficiency of PLTS system components, namely the efficiency of the solar charge controller (SCC), the efficiency of the inverter and the efficiency of the conduit between the battery and the inverter. The method used is an experimental method that designing a solar home system and measuring the quantity of electricity in each component of the system. The equipment used is a 2000 wp capacity solar panel, a 3000watt inverter, a 60 A solar charge controller and a 400Ah 24volt battery. The results showed that the average solar charge controller efficiency was 80%, power losses of 20% occurred due to the limitation of the voltage and current at the SCC output to protect the battery from overvoltages and currents from the photovoltaic module. The results of the research show that the power wasted due to the protection of this SCC varies from 32watts to 239watts on the photovoltaic input power of 149watts to 1239watts. The average efficiency of an inverter is 84% and fluctuates from 71% to 97%, 71% efficiency occurs at a load of 38watts while for an efficiency of 97% occurs at a loading of 277watts. The average cable efficiency is 96% with fluctuations in cable efficiency because loading only

Page 2: ANALISIS EFISIENSI PADA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA ...

Suprianto & Muhammad Fadlan Siregar, Analisis Efisiensi Pada Pembangkit Listrik Tenaga Surya

2

2% and This fluctuation is more stable than the fluctuation of the efficiency of the inverter and SCC, which is 26% each. Keywords: efficiency, scc, inverter, load, power. How to Cite: Suprianto, Siregar. M. F (2020). Analisis Efisiensi Pada Pembangkit Listrik Tenaga Surya. JESCE (Journal of Electrical and System Control Engineering). 4 (1): 1-10

Page 3: ANALISIS EFISIENSI PADA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA ...

JESCE (Journal of Electrical and System Control Engineering), 4 (1) Agustus 2020: 1-10

PENDAHULUAN

Sistem peralatan yang ideal salah

satunya adalah memiliki efisiensi yang

tinggi. Pemilihan peralatan yang memiliki

efisiensi tinggi tentunya dibutuhkan untuk

desain suatu sistem yang baik dengan

memperhitungkan faktor keandalan, mutu

dan biaya. Effisiensi komponen pada

sistem pembangkit listrik tenaga surya

merupakan hal yang perlu diketahui untuk

desain sistem yang efektif. Perancangan

sistem yang tidak memperhitungkan

efisiensi pada tiap komponen akan

membuat sistem tidak stabil dalam

pelayanan daya listrik oleh sistem solar

sel. Komponen-komponen sistem

pembangkit listrik tenaga surya seperti

solar charge controller, baterai dan

inverter adalah komponen utama yang

menentukan dan berkontribusi untuk

pelayanan daya listrik PLTS. Pada

penelitian ini analisis efisiensi pada

komponen sistem pembangkit listrik

tenaga surya dilakukan pada komponen

sistem solar charge controller, inverter

dan saluran penghantar dari sistem baterai

ke input inverter. Penelitian ini dilakukan

dengan merancang sistem PLTS yang

terdiri dari 20 unit modul fotovoltaic

dengan kapasitas 2000 Wp, solar charge

controller 60 ampere, baterai 400 Ah 24

volt dan inverter 3000 watt yang

digunakan untuk solar home system.

TINJAUAN PUSTAKA

Sel-sel surya adalah bagian penting

dari perangkat optik karena

kemampuannya untuk mengubah energi

matahari menjadi energi listrik. Sementara

penggunaan sel surya untuk menyediakan

listrik masih dalam tahap awal, terhitung

hanya sekitar 1,5% penyediaan listrik

menggunakan solar sel dari permintaan

listrik di seluruh dunia, sel surya

digunakan secara terus menerus dan

meningkat setiap tahunnya, penelitian

lanjutan dalam semua aspek instalasi solar

sel, dari material hingga perangkat hingga

sistem terus dilakukan (Barry,2017).

Desain untuk sistem fotovoltaik (PV)

menyediakan listrik yang dibutuhkan

untuk rumah tangga. Data radiasi dan data

beban listrik rumah tangga tipikal di lokasi

diperhitungkan selama langkah-langkah

desain. Keandalan sistem dikuantifikasi

oleh hilangnya probabilitas beban. Sebuah

program komputer digunakan untuk

mensimulasikan perilaku sistem PV dan

secara numerik menemukan kombinasi

optimal array PV dan bank baterai untuk

desain sistem fotovoltaik yang berdiri

sendiri dalam hal keandalan dan biaya.

Penelitian ini menghitung biaya siklus

hidup dan biaya listrik unit tahunan. Hasil

simulasi menunjukkan bahwa nilai

probabilitas kehilangan beban dapat

dipenuhi oleh beberapa kombinasi array

Page 4: ANALISIS EFISIENSI PADA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA ...

Suprianto & Muhammad Fadlan Siregar, Analisis Efisiensi Pada Pembangkit Listrik Tenaga Surya

4

PV dan penyimpanan baterai. Metode yang

dikembangkan secara unik menentukan

konfigurasi optimal yang memenuhi

permintaan beban dengan biaya minim

(Khaled, 2012). Sumber energi terbarukan

seperti matahari, air dan angin merupakan

sumber energi terbarukan yang tidak habis

atau memiliki efek yang tidak berbahaya

terhadap lingkungan. Sumber daya bahan

bakar fosil dunia tidak dapat menopang

kebutuhan energi untuk beberapa dekade

mendatang dan karenanya kebutuhan

akan energi alternatif yang murah

sekarang sangat diperlukan. Selama

beberapa tahun terakhir banyak kelompok

penelitian di seluruh dunia yang

menyelidiki fotovoltaik dan transistor.

Penelitian melalui penggunaan sel surya

adalah contoh dari satu cara para ilmuwan

mencoba untuk mengurangi beberapa

ketergantungan pada sumber daya yang

tidak terbarukan (Rashmi, 2012).

Perkembangan Sel surya menunjukkan

evolusi yang mengesankan selama

beberapa tahun terakhir. Teknologi ini

sebagian besar telah diuji dalam

laboratorium menggunakan perangkat

terpadu. Kinerja fotovoltaik sel surya

dievaluasi dalam kondisi cuaca tropis.

Secara khusus, dua modul perovskite

dengan area aktif 17 dan 50cm2 dibuat,

dienkapsulasi dan diuji. dan panel silikon

komersial sebagai referensinya, kedua

teknologi dievaluasi selama 500 jam

dengan menghubungkan pengukuran I-V

dengan variabel atmosfer yang diukur

setiap menit selama cuaca cerah untuk

mendapatkan kinerja dan efisiensi rata-

rata peralatan solar sel, visualisasi

karakteristik solar sel secara grafis dalam

berbagai kondisi atmosfer dilakukan. Hasil

menunjukkan bahwa pengiriman daya dan

arus hubung singkat kedua teknologi

berkorelasi linier dengan variabel

atmosfer. Selain itu, tegangan rangkaian

terbuka dari teknologi perovskite

menunjukkan perilaku nonlinier dan

peningkatan kinerja dengan suhu pada

irradiansi tinggi ( Esteban, 2019 ).

METODE PENELITIAN

Metode yang digunakan pada

penelitian ini adalah metode penelitian

eksperimen yaitu melakukan perancangan

dan pengukuran pada sistem yang diteliti.

Pengukuran dilakukan untuk besaran non

listrik yaitu intensitas cahaya matahari

yang mengenai permukaan solar sel dan

besaran suhu disekitar solar sel.

Pengukuran juga dilakukan untuk besaran-

besaran listrik seperti arus, tegangan,

faktor daya dan daya listrik. Pengukuran

besaran-besaran listrik dan besaran non

listrik dilakukan pada setiap saat baik

dalam hitungan detik, menit ataupun jam

dengan menggunakan alat ukur yang

dibutuhkan dan dibantu dengan

Page 5: ANALISIS EFISIENSI PADA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA ...

JESCE (Journal of Electrical and System Control Engineering), 4 (1) Agustus 2020: 1-10

menggunakan CCTV untuk merekam hasil

pengukuran sehingga pelaksanaan

penelitian lebih mudah, efektif dan akurat.

Pengumpulan data yang dilakukan terdiri

dari dua kelompok data penting yang

harus diperoleh yaitu kelompok data yang

pertama berupa data-data peralatan

sistem dan kelompok data yang kedua

adalah data-data besaran listrik dan

besaran non listrik. Selanjutnya melakukan

analisis data dan pembahasan terhadap

hasil pengumpulan data-data tersebut

untuk mendapatkan kesimpulan dari hasil

penelitian. Analisis efisiensi pada

komponen sistem PLTS dilakukan untuk

komponen solar charge controller, inverter

dan effisiensi saluran dari sistem baterai

ke inverter. Penelitian ini menggunakan

peralatan :

- 20 unit modul surya 100 Wp.

- 8 unit baterai 100 Ah 12 volt.

- 1 unit solar charge controller

- 1 unit inverter 3000 W.

- 4 unit ampere meter digital

- 3 unit unit voltmeter digital

- 1 unit luxmeter

- 1 unit pengukur suhu digital

- 1 unit multimeter digital

Gambar 1. Blok diagram sistem

HASIL DAN PEMBAHASAN

Efisiensi pada masing-masing

komponen sistem pembangkit listrik tenaga

surya diperoleh dengan melaksanakan

pengukuran-pengukuran pada setiap

komponen seperti pada blok diagram sistem.

analisis effisiensi komponen pada sistem PLTS

dilakukan untuk komponen solar charge

controller, inverter dan effisiensi saluran dari

sistem baterai ke inverter. Berdasarkan hasil

pengukuran pada system pembangkit listrik

tenaga surya pada penelitian ini untuk

efisiensi solar charge controller didapat hasil

pengukuran seperti pada tabel 1. Pengukuran

dilaksanakan selama 5 hari berturut-turut dan

hasil pengukuran di record setiap 10 menit

sekali dengan menggunakan bantuan CCTV.

Untuk meringkas tampilan data maka hanya

ditampilkan seperti pada tabel 1. Untuk

memperoleh effisiensi solar charge controller

yang valid maka perhitungan efisiensi

dilakukan mulai pukul 08:00 wib hingga 17:30

wib. hal ini disebabkan karena modul

fotovoltaic pada waktu tersebut mampu

melayani pengisian baterai sekaligus

Page 6: ANALISIS EFISIENSI PADA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA ...

Suprianto & Muhammad Fadlan Siregar, Analisis Efisiensi Pada Pembangkit Listrik Tenaga Surya

6

pembebanan. Daya output solar sel dapat

diketahui dari hasil penjumlahan daya input

ke baterai dan daya input ke inverter yang

berasal dari suply solar charge controller.

Tabel 1. Efisiensi solar charge controller

JAM (wib)

Pin SCC (watt)

P in Bat (watt)

P in inv (watt)

Pout.SCC (watt)

Eff. SCC

08.00 500 104 274 378 0,76

08.30 462 86 255 342 0,74

09.00 534 262 198 460 0,86

09.30 613 257 199 456 0,74

10.00 1245 874 199 1073 0,86

10.30 1256 896 148 1044 0,83

11.00 537 232 222 454 0,85

11.30 598 281 227 508 0,85

12.00 455 134 221 355 0,78

12.30 726 363 168 531 0,73

13.00 992 647 147 793 0,80

13.30 557 336 143 478 0,86

14.00 768 423 151 574 0,75

14.30 463 228 158 386 0,83

15.00 376 170 144 314 0,83

15.30 362 107 153 259 0,72

16.00 373 207 54 261 0,70

16.30 255 69 145 214 0,84

17.00 207 96 61 158 0,76

17.30 173 58 76 134 0,77

Daya input fotovoltaic (Pin SCC),

Daya pengisian ke baterai (Pin Bat), daya

input inverter (Pin inv) diperoleh dari

hasil pengukuran secara langsung.

Sedangkan Daya output SCC dan effiensi

SCC diperoleh dari persamaan (1) dan

persamaan (2) berikut:

Pout.SCC=Pin Bat + Pin Inv

…………...............(1)

η = Pout.SCC/Pin.SCC

……………………(2)

η ̅ = (η1+η1+ ...+ηn )/n

……………...……(3)

Berdasarkan hasil perhitungan

efisiensi rata-rata dengan menggunakan

persamaan (3) diperoleh effisiensi rata-

rata SCC adalah 0,8 atau 80%. Effisiensi

pada SCC berubah-ubah diantara nilai 0,7

hingga 0,86 yang disebabkan oleh fluktuasi

pembebanan, intensitas cahaya dan

keadaan baterai.

Gambar 2. fluktuasi efisiensi SCC terhadap waktu pelayanan daya dan perbandingannya terhadap daya input photovoltaic

Efisiensi solar charge controller dari

hasil pengukuran mempunyai nilai yang

fluktuatif dan mempunyai nilai efisiensi

rata-rata 80%, rugi-rugi daya sebesar 20%

terjadi akibat adanya pembatasan nilai

tegangan dan arus pada output scc untuk

memproteksi baterai dari tegangan dan

arus lebih dari modul photovoltaic. Dari

hasil peneltian daya yang terbuang akibat

proteksi scc ini bervariasi dari 32 watt

Page 7: ANALISIS EFISIENSI PADA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA ...

JESCE (Journal of Electrical and System Control Engineering), 4 (1) Agustus 2020: 1-10

hingga 239 watt pada daya input

photovoltaic sebesar 149 watt hingga 1239

watt.

Untuk efisiensi komponen inverter

pada sistem PLTS yang diperoleh dari

hasil penelitian ini dengan berdasarkan

hasil-hasil pengukuran seperti pada tabel 2

berikut.

Tabel 2. Efisiensi inverter

JAM (wib)

Pvp (watt)

Pbat (watt)

Pin inv. ( watt)

Pout inv. (watt)

Eff. Inverter

07.00 20 206,7 221 192 0,87

07.30 138 111,9 221 191 0,86

08.00 500 0,0 274 241 0,88

08.30 462 0,0 255 220 0,86

09.00 534 0,0 198 167 0,84

09.30 613 0,0 199 166 0,83

10.00 1245 0,0 199 158 0,79

10.30 1256 0,0 148 118 0,80

11.00 537 0,0 222 192 0,86

11.30 598 0,0 227 192 0,84

12.00 455 0,0 221 193 0,87

12.30 726 0,0 168 139 0,83

13.00 992 0,0 147 116 0,79

13.30 557 0,0 143 114 0,80

14.00 768 0,0 151 123 0,81

14.30 463 0,0 158 119 0,75

15.00 376 0,0 144 117 0,81

15.30 362 0,0 153 115 0,76

16.00 373 0,0 54 38 0,71

16.30 255 0,0 145 121 0,83

17.00 207 0,0 61 45 0,73

17.30 173 0,0 76 58 0,77

18.00 81 152,1 213 182 0,85

18.30 5 361,8 343 304 0,89

19.00 0 386,3 368 329 0,89

19.30 0 373,4 356 317 0,89

20.00 0 299,8 285 251 0,88

20.30 0 319,5 304 271 0,89

JAM (wib)

Pvp (watt)

Pbat (watt)

Pin inv. ( watt)

Pout inv. (watt)

Eff. Inverter

21.00 0 319,8 308 274 0,89

21.30 0 325,5 312 278 0,89

22.00 0 326,0 313 278 0,89

22.30 0 310,3 297 264 0,89

23.00 0 310,3 297 264 0,89

23.30 0 295,1 288 255 0,89

23.50 0 295,0 286 277 0,97

Daya input photovoltaic (Ppv) daya

suplay baterai (Pbat), daya input inverter

(Pin. inv) dan daya output inverter

(Pout.inv) diperoleh melalui hasil

pengukuran dan nilai efisiensi inverter

diperoleh dari persamaan (4) berikut.

…………………………...(4)

efisiensi rata-rata inverter diperoleh

berdasarkan persamaan (3) yaitu sebesar

0,84 atau 84%. Sama halnya dengan

efisiensi komponen scc efisiensi inverter

juga berfluktuasi berdasarkan perubahan

beban dan suplay daya ke inverter. Pada

tabel 2 terlihat bahwa pada pukul 08:00

wib hingga 17:30 wib, daya suplay oleh

baterai ( Pbat) adalah nol ini artinya baterai

tidak menyuplai daya tetapi sebaliknya

baterai pada saat tersebut sedang dalam

pengisian daya karena daya input

photovoltaic cukup mampu melakukan

pengisian baterai sekaligus melayani

pembebanan.

Page 8: ANALISIS EFISIENSI PADA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA ...

Suprianto & Muhammad Fadlan Siregar, Analisis Efisiensi Pada Pembangkit Listrik Tenaga Surya

8

Gambar 3. fluktuasi efisiensi inverter terhadap waktu pelayanan daya dan perbandingannya terhadap daya input inverter

Efisensi inverter dari hasil penelitian

bervariasi dari 71% hingga 97%. Efisiensi

71% terjadi pada pukul 16:00 wib dengan

pembebanan sebesar 38 watt dan daya

input inverter sebesar 54 watt. Untuk

efisiensi 97% terjadi pada pukul 23:50 wib

pada pembebanan 277 watt dengan daya

input inverter 286 watt. Secara umum dari

data yang didapat melalui penelitian ini

menunjukkan bahwa fluktuasi efisiensi

inverter mengikuti fluktuasi pembebanan

artinya dari grafik pada gambar 3

menunjukkan bahwa apabila pembebanan

semakin tinggi maka efisiensi inverter juga

semakin tinggi dan apabila pembebanan

rendah efisiensi juga menurun walaupun

ada beberapa data yang menunjukkan hal

sebaliknya yaitu semakin besar

pembebanan semakin rendah efisiensi

inverter, hal ini terjadi karena disebabkan

faktor kestabilan dan respon inverter serta

respon dan ketelitian alat ukur yang

digunakan dalam keadaan pembebanan

yang bersifat fluktuatif. Rugi-rugi daya

minimum pada inverter sebesar 9 watt

pada pembebanan 277 watt dan rugi-rugi

daya maksimum pada inverter sebesar 39

watt terjadi pada pembebanan sebesar

329 watt.

Untuk efisiensi komponen

penghantar antara baterai dengan input

inverter pengukuran dilakukan ketika

suplay photovoltaic tidak ada yaitu pada

pukul 18:40 wib hingga pukul 23:50 wib.

hal ini dilakukan untuk mengetahui secara

jelas kontribusi penghantar dari baterai ke

inverter dalam menghasilkan rugi-rugi

daya listrik.

Tabel 3. Efisiensi penghantar baterai ke inverter

JAM (wib)

inv(amp)

Vinv (volt)

P.bat

(watt)

P in inv.(watt)

Losses Kabel (watt)

Eff. Bat

18.40 1

4,3 2

4,6 3

71 352 20

0,95

18.50 1

5,88 2

4,5 4

11 389 22

0,95

19.00 1

4,9 2

4,7 3

86 368 18

0,95

19.10 1

5,61 2

4,7 4

02 386 16

0,96

19.20 1

4,46 2

4,6 3

74 356 18

0,95

19.30 1

4,46 2

4,6 3

73 356 18

0,95

19.40 1

5,68 2

4,5 4

06 384 22

0,95

19.50 1

2,8 2

4,6 3

32 315 17

0,95

20.00 1

1,54 2

4,7 3

00 285 15

0,95

20.10 1

2,38 2

4,7 3

20 306 14

0,96

20.20 1

2,38 2

4,7 3

19 306 13

0,96

20.30 1

2,36 2

4,6 3

20 304 15

0,95

20.40 1

2,77 2

4,6 3

29 314 15

0,95

20.50 1

2,57 2

4,6 3

23 309 14

0,96

21.00 1 2 3308 12 0

Page 9: ANALISIS EFISIENSI PADA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA ...

JESCE (Journal of Electrical and System Control Engineering), 4 (1) Agustus 2020: 1-10

JAM (wib)

inv(amp)

Vinv (volt)

P.bat

(watt)

P in inv.(watt)

Losses Kabel (watt)

Eff. Bat

2,52 4,6 20 ,96

21.10 1

2,96 2

4,5 3

32 318 14

0,96

21.20 1

2,78 2

4,6 3

26 314 11

0,97

21.30 1

2,7 2

4,6 3

26 312 13

0,96

21.40 1

2,86 2

4,6 3

25 316 8

0,97

21.50 1

2,73 2

4,6 3

23 313 10

0,97

22.00 1

2,77 2

4,5 3

26 313 13

0,96

22.10 1

2,73 2

4,5 3

26 312 14

0,96

22.20 1

2,64 2

4,5 3

23 310 14

0,96

22.30 1

2,13 2

4,5 3

10 297 13

0,96

22.40 1

2,18 2

4,5 3

10 298 12

0,96

22.50 1

2,13 2

4,4 3

07 296 11

0,97

23.00 1

2,16 2

4,4 3

10 297 14

0,96

23.10 1

2,61 2

4,4 3

22 308 14

0,96

23.20 1

1,51 2

4,4 2

96 281 15

0,95

23.30 1

1,79 2

4,4 2

95 288 7

0,97

23.40 1

1,65 2

4,4 2

93 284 8

0,97

23.50 1

1,77 2

4,3 2

95 286 9

0,97

Daya suplay baterai (Pbat) dan daya

input inverter (Pin inv.) diperoleh dari hasil

pengukuran antara arus dan tegangan

inverter untuk daya input inverter

sedangkan arus suplay dan tegangan

baterai untuk daya suplay baterai. efisiensi

komponen penghantar antara baterai

dengan input inverter mempunyai nilai

yang cendrung stabil yaitu antara 95%

hingga 97% pada pembebanan 304 watt

hingga 288 watt. Losses kabel diperoleh

antara selisih Pbat dengan Pin inv. Untuk

efisiensi penghantar baterai ke inverter

diperoleh dari persamaan (5) berikut

………………………............(5)

efisiensi rata-rata saluran diperoleh

berdasarkan persamaan (3) yaitu sebesar

0,96 atau 96%.

Gambar 4. fluktuasi efisiensi penghantar terhadap waktu pelayanan daya dan perbandingannya terhadap daya suplay baterai.

efisiensi saluran lebih stabil dalam

berfluktuasi dibandingkan dengan

fluktuasi inverter dan scc hal ini

disebabkan komponen inverter dan scc

dalam fungsinya masing-masing

mengandung peralatan elektronika untuk

memproteksi arus dan tegangan,

mengkonversi bentuk gelombang

disamping juga memiliki nilai resistansi

didalam rangkaian internalnya. Sedangkan

saluran atau penghantar antara baterai

dan inverter tidak memiliki komponen-

komponen elektronika sehingga tidak

banyak berfluktuasi. Fluktuasi pada

efisiensi penghantar lebih cendrung terjadi

Page 10: ANALISIS EFISIENSI PADA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA ...

Suprianto & Muhammad Fadlan Siregar, Analisis Efisiensi Pada Pembangkit Listrik Tenaga Surya

10

karena perubahan suhu penghantar

sebagai akibat pembebanan yang

berfluktuasi. Fluktuasi efisiensi saluran

akibat fluktuasi beban hanya 2% sehingga

dapat dianggap lebih stabil dibandingkan

fluktuasi pada inverter dan scc.

SIMPULAN

Efisiensi rata-rata solar charge

controller yaitu 80%, rugi-rugi daya

sebesar 20% terjadi akibat adanya

pembatasan nilai tegangan dan arus pada

output scc untuk memproteksi baterai dari

tegangan dan arus lebih dari modul

photovoltaic. Hasil peneltian menunjukan

daya yang terbuang akibat proteksi scc ini

bervariasi dari 32 watt hingga 239 watt

pada daya input photovoltaic sebesar 149

watt hingga 1239 watt. Efisensi rata-rata

inverter dari hasil penelitian adalah 84%

dan berfluktuasi dari 71% hingga 97%.

Efisiensi 71% terjadi pada pembebanan

sebesar 38 watt sedangkan untuk efisiensi

97% terjadi pada pembebanan 277 watt.

Efisiensi rata-rata saluran yaitu sebesar

96% dengan fluktuasi efisiensi saluran

akibat pembebanan hanya 2% dan

fluktuasi ini lebih stabil dibandingkan

fluktuasi efisiensi inverter dan scc yang

masing-masing sebesar 26%.

DAFTAR PUSTAKA

Barry P, “ Paper Title “ Special Issue on Advanced Solar Cell Technology, Journal of Optics , Volume 19, No. 12, 2017.

Esteban V., “ Paper Title “ Silicon Comparison and Competitive Advantages at Different Irradiances, International Journal of Solar Energy Materials and Solar Cells, Elsiever Pubhliser. Vol. 191, Pages 15-20, 2019.

Khaled B.,“Paper Title” Optimal Configuration for Design of Stand Alone PV System, Journal of SGRE, Vol.3, Pages 139-147, 2012.

Rashmi S, “Paper Title“ Solar Cell. International Journal of Scientific and Research Publications , Vol. 2 ,Issue 7,Pages 1 – 5. 2012.