PEMBUATAN BATTERY CHARGER REGULATOR (BCR) SISTEM On-

Off PADA SISTEM PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA UNTUK

MODUL PRAKTIKUM MATA KULIAH PEMBANGKIT LISTRIK

TENAGA ALTERNATIF

CONSTRUCTION OF On-Off BATTERY CHARGER REGULATOR (BCR)

ON SOLAR POWER GENERATION SYSTEM FOR ALTERNATIVE

ELECTRIC POWERPLANT PRACTICE MODULE

Laporan ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan pendidikan

Diploma III di Jurusan Teknik Konversi Energi

Politeknik Negeri Bandung

Oleh :

Vinni Refiani

091711062

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

2012

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR

Vinni Refiani

091711062

Penguji :

1. Sebagai Ketua : Ign. Riyadi Mardiyanto, M.T.

2. Sebagai Anggota : Djafar Sodiq, M.Eng.

3. Sebagai Anggota : Hartono Budi Santoso, M.T.

Tugas Akhir ini telah disidangkan pada tanggal :

11 Juli 2012, dan disahkan sesuai dengan ketentuan.

Menyetujui,

Pembimbing 1 Pembimbing 2

Hartono Budi Santoso, M.T. Wahyu Budi Mursanto, M.T. NIP. 19661107 199512 1 002 NIP. 19651005 199403 1 002

Mengetahui:

Ketua Jurusan Teknik Konversi Energi

Aceng Daud, M.Eng NIP. 19580205 198403 1 003

PEMBUATAN BATTERY CHARGER REGULATOR (BCR) SISTEM On-Off

PADA SISTEM PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA UNTUK

MODUL PRAKTIKUM MATA KULIAH PEMBANGKIT LISTRIK

TENAGA ALTERNATIF

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

LEMBAR PERSEMBAHAN

Bismillahirrahmaanirrahiim

"Katakanlah: "Adakah sama orang-orang yang mengetahui dengan orang-orang yang tidak

mengetahui?" Sesungguhnya orang-orang yang berakallah yang dapat menerima pelajaran."

(Az-Zumar:9)

"Niscaya Allah akan meninggikan orang-orang yang beriman di antara kalian dan orang-orang

yang diberi ilmu (agama) beberapa derajat." (Al-Mujaadilah:11)

"Semoga Allah memuliakan seseorang yang mendengar sesuatu dari kami lalu dia

menyampaikannya (kepada yang lain) sebagaimana yang dia dengar, maka kadang-kadang

orang yang disampaikan ilmu lebih memahami daripada orang yang mendengarnya." (HR. At-

Tirmidziy no.2659 dan isnadnya shahih, lihat Jaami'ul Ushuul 8/18)

Hidup ini mengajarkan berbagai hal tentang arti sebuah perjuangan, terkadang setiap perjuangan dihadapkan pada

rintangan yang mengharuskan kita untuk mengorbankan bagian dari hidup kita yang telah kita capai sebelumnya, niscaya benar-

benar lah tidak akan ada perjuangan yang sia-sia.

When life gives you something that makes

you feel afraid, that’s when life gives you

chance to grow strong and be brave.

Tugas akhir ini kupersembahkan untuk kedua orang tuaku, seluruh keluarga, dan teman-teman seperjuanganku.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Laporan Tugas Akhir

Jurusan Teknik Konversi Energi Politeknik Negeri Bandung i

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, Puji Syukur ke hadirat Illahirobbi atas segala limpahan rahmat, inayah,

taufik dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyusun Laporan Tugas Akhir ini dengan

judul “Pembuatan Battery Charger Regulator (BCR) Sistem On-Off Pada Sistem Pembangkit

Listrik Tenaga Surya Untuk Modul Praktikum Mata Kuliah Pembangkit Listrik Tenaga

Alternatif”.

Tugas akhir ini ditujukan untuk memenuhi salah satu persyaratan kelulusan program

pendidikan Diploma III di Jurusan Teknik Konversi Energi, Politeknik Negeri Bandung.

Tugas akhir ini merupakan pembuatan alat yaitu Battery Charger Regulator (BCR) sebagai

alat pengatur pengisian dan pengosongan baterai di sistem Pembangkit Listrik Tenaga Surya

agar terhindar dari overcharger dan disovercharger.

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan laporan ini, bentuk maupun isi yang

sederhana masih memiliki kekurangan dan belumlah sempurna. Oleh karena itu kritik dan

saran dari semua pihak yang bersifat membangun selalu penulis harapkan demi kesempurnaan

laporan ini.

Akhir kata, Semoga laporan ini dapat bermanfaat dan dipergunakan sebagai salah satu

acuan, petunjuk maupun pedoman bagi penulis khususnya dan pembaca umumnya. Semoga

Allah SWT senantiasa meridhoi segala usaha kita. Aamiin yaa mujibassaailiin...

Bandung, Juli 2012

Penulis

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Laporan Tugas Akhir

Jurusan Teknik Konversi Energi Politeknik Negeri Bandung ii

UCAPAN TERIMA KASIH

Segala puji hanyalah milih Allah SWT, Rabb semesta alam, berkat kuasa dan kehendak-

Nya penulis diberi kemampuan untuk menyelesaikan laporan tugas akhir ini. Shalawat serta

salam semoga selalu tercurahkan kepada tauladan kita yakni nabi Muhammad SAW.

Penulis mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada Allah SWT yang telah

memberikan daya. Upaya, serta kekuatan. Yang senantiasa menyertai penulis dalam

melaksanakan Tugas Akhir ini.

Tugas akhir ini dapat terlaksanakan dengan baik berkat do’a, dukungan dan bimbingan

dari orang-orang yang begitu luar biasa dan peduli terhadap penulis. Penulis ucapkan banyak-

banyak terima kasih kepada pihak yang membantu penulis dalam menyelesaikan laporan ini.

Ucapan terimakasih tersebut diantaranya ditujukan kepada :

1. Kedua Orang Tua penulis dan Kakak penulis yang senantiasa memberikan penulis

bantuan do’a, moral, motivasi, materi, dan kasih sayang yang benar-benar berharga dan

menguatkan penulis dalam melalui setiap proses yang penulis jalani, semoga Allah SWT

selalu membahagiakan mereka. Aamiin.

2. Seluruh keluarga besar penulis yang selalu memberikan semangat dan dukungan kepada

penulis.

3. Bapak Hartono Budi Santoso, M.T, sebagai Dosen Pembimbing 1 penulis yang telah

bersedia meluangkan waktu memberikan ilmu, bimbingan, arahan dan dukungan yang

sangat berharga sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini.

4. Bapak Wahyu Budi Mursanto, M.T, sebagai Dosen Pembimbing 2 penulis yang juga

telah memberikan bimbingan, arahan dan motivasinya yang sangat berharga kepada

penulis dalam proses penyelesaian tugas akhir ini.

5. Bapak Ign.Riyadi Mardiyanto, M.T. dan Bapak Djafar Sodiq, M.Eng selaku penguji yang

telah meluangkan waktunya untuk menjadi penguji pada sidang penulis.

6. Bapak Aceng Daud M.Eng selaku Ketua Jurusan Teknik Konversi Energi.

7. Ibu Sri Wuryanti, M.si, selaku Ketua Program Studi Teknik Konversi Energi.

8. Bapak Teguh Sasono, M.T, beserta seluruh Tim Koordinator TA.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Laporan Tugas Akhir

Jurusan Teknik Konversi Energi Politeknik Negeri Bandung iii

9. Bapak Apip Pudin, M.T, selaku Wali Kelas penulis di kelas 3A.

10. Bapak Conny K. Wahjoe M.Eng, P,hd yang telah memberikan penulis pembelajaran yang

begitu banyak juga motivasi-motivasi yang berharga.

11. Rekan seperjuangan Tugas Akhir sekaligus partner yang selalu terlibat dalam suka dan

duka dalam proses pengerjaan Tugas Akhir penulis yaitu Sinta Risa Sintiani.

12. Jajang Nurjaman A, Gian Fakhri G, dan Erik Rekayana yang telah membantu penulis

dalam pengerjaan dan memberikan pengarahan kepada penulis ketika menemui kesulitan.

13. Seluruh HQ dan Bintang Timur terutama sahabat-sahabat saya Agi, Pitri, Mey, Nunu,

Rere, Ropi, dan Salmon yang selalu membuat penulis merasa memiliki keluarga baru.

14. Rekan-rekan Room 102 beserta GG99 dan 3A yang selalu memberikan warna di hari-hari

penulis.

15. Sahabat penulis Adella, mamy Nurul, Uni, Bani, Ana, Ipudt, Lia dan seluruh rekan

penulis yang selalu memberikan motivasi kepada penulis, disaat penulis merasa sedih.

16. Rekan seperjuangan lab atas Dea, Rian, Teh Mahay, Dinceu, dan Roni.

17. Seluruh rekan 2009 seperjuangan semua, dan juga seluruh keluarga HMTE.

18. Seluruh keluarga dijurusan dan juga A ipan.

19. Serta kepada semua pihak, baik secara langsung maupun tidak langsung, baik yang

penulis ketahui maupun yang tidak, dan mereka yang tidak mungkin penulis sebutkan

namanya satu persatu sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Tugas akhir ini.

Semoga Laporan Tugas Akhir ini bisa memberikan manfaat yang banyak khususnya bagi

penulis umumnya bagi pembaca. Penulis berharap saran dan kritik yang konstruktif dari semua

pihak.

Bandung, Juli 2012

Penulis

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Laporan Tugas Akhir

Jurusan Teknik Konversi Energi Politeknik Negeri Bandung iv

ABSTRAK

Energi merupakan sebuah kebutuhan utama yang sejak dari zaman dahulu hingga sekarang

menjadi masalah besar. Potensi energi terbarukan di Indonesia sangatlah besar akan tetapi

hanya sedikit yang telah dimanfaatkan. Energi matahari memang dapat dijadikan pilihan, akan

tetapi sinar matahari hanya ada pada siang hari. Solusi dari permasalahan tersebut adalah

dengan pembangkit listrik tenaga surya yang menggunakan tenaga matahari sebagai sumber

energinya. Dalam aplikasinya, dibutuhkan alat penyimpan energi berupa baterai sehingga

dibutuhkan alat pengtur pengisiannya. Topik dari tugas akhir ini adalah perancangan BCR

(Battery Charger Regulator) untuk pembangkit listrik tenaga surya dengan matahari sebagai

sumber energinya. Perancangan alat memakai sumber berupa solar panel 50 W. Pembuatan alat

ini (BCR) dipergunakan sebagai pengisi baterai dengan sumber dari panel surya, dan yang

terpenting adalah BCR yang dibuat dapat menghindarkan baterai dari pengisian (charging)

berlebih dan pengosongan berlebih. Pengujian pengecasan baterai menggunakan 2 metode yaitu

pengecasan menggunakan panel surya dan pengecasan menggunakan DC power supply.

Pengosongan dengan beban kecil (rheostat) dan beban besar (lampu halogen) Setelah dilakukan

pengujian maka didapatkan bahwa pengecasan akan berhenti ketika tegangan baterai mencapai

12.82 V, dan penggunaan baterai akan berhenti ketika tegangan baterai 10.5 V.

Kata kunci : BCR, charging, surya

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Laporan Tugas Akhir

Jurusan Teknik Konversi Energi Politeknik Negeri Bandung v

ABSTRACT

Energy is a major requirement since from ancient times until now a big problem. Renewable

energy potential in Indonesia is very large but only few have been exploited. Solar energy can

indeed be an option, but there is only sunlight during the day. Solutions to these problems is by

solar power plants that use solar energy as its energy source. In its application, it takes the form

of a battery energy storage device that needed filling pengtur tool. Topic of this final project is

the design of the BCR (Battery Charger Regulator) for solar power plants to the sun as a source

of energy. Design tools using the sources of solar panels 50 W. Making this tool (BCR) is used as

the source of the battery charger with solar panel, and most importantly, BCR is made to avoid

the battery from charging (charging) excessive and excessive discharge. Tests using two methods

of charging the battery is charging using solar panel and charging using a DC power supply.

Discharge with a small load (rheostat) and a huge load (halogen lamp) After testing it was found

that will stop charging when the battery voltage reached 12.82 V, and the use of the battery will

stop when the battery voltage is 10.5 V.

Key words: BCR, Charging, Solar

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Laporan Tugas Akhir

Jurusan Teknik Konversi Energi Politeknik Negeri Bandung vi

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ..................................................................................................................... i

UCAPAN TERIMA KASIH........................................................................................................... ii

ABSTRAK ..................................................................................................................................... iv

ABSTRACT .................................................................................................................................... v

DAFTAR ISI .................................................................................................................................. vi

DAFTAR TABEL ........................................................................................................................ viii

DAFTAR GAMBAR ..................................................................................................................... ix

BAB I .............................................................................................................................................. 1

PENDAHULUAN .......................................................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ................................................................................................................. 1

1.2 Tujuan............................................................................................................................... 2

1.3 Rumusan Masalah dan Batasan Masalah ......................................................................... 2

1.4 Metode Penulisan ............................................................................................................. 3

1.5 Sistematika Penulisan Laporan Tugas Akhir ................................................................... 3

BAB II ............................................................................................................................................. 5

LANDASAN TEORI ...................................................................................................................... 5

2.1 Pembangkit Listrik Tenaga Surya .................................................................................... 5

2.2 Panel Surya (Solar Cell) ................................................................................................... 6

2.3 Battery Charger Regulator (BCR) .................................................................................... 9

a. On-Off Controller ........................................................................................................... 12

b. Regulator Seri ................................................................................................................ 12

c. Regulator Shunt .............................................................................................................. 13

2.4 Baterai ............................................................................................................................ 14

2.4.1 Jenis-jenis baterai .................................................................................................... 14

2.4.2 Baterai Pada Sistem PLTS ...................................................................................... 17

2.4.3 Parameter Untuk Baterai ......................................................................................... 19

2.5 Metoda Charging (Pengisian) Baterai ............................................................................ 20

BAB III ......................................................................................................................................... 22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Laporan Tugas Akhir

Jurusan Teknik Konversi Energi Politeknik Negeri Bandung vii

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT ......................................................................... 22

3.1 Perancangan Battery Charger Regulator ........................................................................ 22

3.2 Pembuatan Alat .............................................................................................................. 27

3.3 Tahapan Pembuatan dan Pengujian BCR....................................................................... 28

3.4 Metode Pengujian ........................................................................................................... 29

3.5 Pengujian Alat ................................................................................................................ 29

3.5.1 Pengujian Karakteristik Panel Surya .......................................................................... 29

3.5.2 Pengujian Kinerja BCR (Battery Control Regulator) ................................................. 30

BAB IV ......................................................................................................................................... 32

PENGOLAHAN DATA DAN ANALISIS .................................................................................. 32

1.Pengujian Karakteristik Panel Surya .................................................................................. 32

2. Pengujian Pengecasan oleh Power Supply ........................................................................ 33

3.Pengujian Pengecasan Baterai Oleh Panel Surya dengan Beban. ...................................... 36

4.Pengujian Pengecasan Baterai oleh Panel Surya. ............................................................... 40

5.Pengujian Pengosongan Baterai oleh Rheostat pada beban (20 Ohm) ............................... 44

6. Pengujian Pengosongan Baterai oleh Lampu Halogen 50 W. ........................................... 47

BAB V .......................................................................................................................................... 50

SIMPULAN DAN SARAN .......................................................................................................... 50

5.1 Simpulan......................................................................................................................... 50

5.2 Saran ............................................................................................................................... 50

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................................... 51

LAMPIRAN

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Laporan Tugas Akhir

Jurusan Teknik Konversi Energi Politeknik Negeri Bandung viii

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Karakteristik Panel Surya dengan Beban Rheostat....... 32

Tabel 4.2 Hasil Pengujian Pengecasan Baterai oleh Power Supply........................... 33

Tabel 4.3 Hasil Pengecasan oleh PV dengan Beban Lampu Halogen 50 W.............. 36

Tabel 4.4 Hasil Pengujian Pengecasan Baterai oleh Panel Surya............................... 40

Tabel 4.5 Hasil Pengujian Pengosongan Baterai oleh Rheostat

pada beban (20 Ohm).................................................................................. 44

Tabel 4.6 Hasil Pengujian Pengosongan Baterai oleh Lampu Halogen 50 W............ 47

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Laporan Tugas Akhir

Jurusan Teknik Konversi Energi Politeknik Negeri Bandung ix

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Sistem PLTS........................................................................................... 5

Gambar 2.2 Blok Diagram BCR................................................................................. 9

Gambar 2.3 Diagram Blok Sistem BCR..................................................................... 10

Gambar 2.4 Diagram Blok Solar Home System (SHS)............................................... 11

Gambar 2.5 Rangkaian dasar BCR tipe shunt............................................................. 13

Gambar 2.6 Baterai Timbal......................................................................................... 15

Gambar 3.1 diagram skematik unit HVD swiching mode on-off............................... 22

Gambar 3.2 diagram skematik unit LVD swiching mode on-off................................ 23

Gambar 3.3. diagram rangkaian pembatas arus dengan fuse elektronik..................... 24

Gambar 3.4 Rangkaian Mosfet................................................................................... 25

Gambar 3.5 Blok Rangkaian secara keseluruhan....................................................... 26

Gambar 3.6 Flowchart langkah pembuatan alat........................................................ 28

Gambar 3.7 Gambar Skema Pengujian Karakteristik Panel Surya............................. 30

Gambar 3.8 Skema Pengujian utama Kinerja BCR.................................................... 31

Gambar 4.1 Grafik Pengujian 1 Panel Surya Arus terhadap Tegangan...................... 32

Gambar 4.3 Pengujian 2 Arus Power Supply terhadap Waktu Pengisian.................. 34

Gambar 4.4 Grafik Pengujian 2 Tegangan Baterai terhadap Waktu Pengecasan....... 34

Gambar 4.5 Grafik Pengujian 2 Arus Baterai Terhadap Waktu Pengujian................ 35

Gambar 4.6 Grafik Pengujian 3 Tegangan PV terhadap Waktu Pengecasan dan

Waktu Kerja............................................................................................ 36

Gambar 4.7 Grafik Pengujian 3 Arus PV terhadap Waktu Pengecasan dan

Waktu Kerja............................................................................................ 37

Gambar 4.8 Grafik Pengujian 3 Tegangan Baterai terhadap Waktu Pengecasan dan

Waktu Kerja............................................................................................ 37

Gambar 4.9 Grafik Pengujian 3 Tegangan Baterai terhadap Waktu Pengecasan dan

Waktu Kerja............................................................................................ 38

Gambar 4.10 Grafik Pengujian 3 Tegangan Beban terhadap waktu Pengecasan dan

Waktu Kerja............................................................................................ 38

Gambar 4.11 Grafik Pengujian 3 Arus beban terhadap Waktu Pengecasan dan

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Laporan Tugas Akhir

Jurusan Teknik Konversi Energi Politeknik Negeri Bandung x

Waktu Kerja............................................................................................ 39

Gambar 4.12 Grafik Pengujian 4 Tegangan PV terhadap Waktu Pengecasan........... 41

Gambar 4.13 Grafik Pengujian 4 Arus PV terhadap Waktu Pengecasan................... 41

Gambar 4.14 Grafik Pengujian 4 Tegangan Baterai terhadap Waktu Pengecasan..... 42

Gambar 4.15 Grafik Pengujian 4 Arus terhadap Waktu Pengecasan......................... 42

Gambar 4.16 Grafik Pengujian 5 Tegangan Beban terhadap waktu Kerja baterai..... 45

Gambar 4.17 Grafik Pengujian 5 Arus Beban terhadap waktu Kerja baterai............. 45

Gambar 4.18 Grafik Pengujian 5 Tegangan Baterai terhadap waktu Kerja baterai.... 46

Gambar 4.19 Grafik Pengujian 5 Arus Baterai terhadap waktu Kerja baterai............ 46

Gambar 4.20 Grafik Pengujian 6 Tegangan Beban terhadap waktu Kerja baterai...... 47

Gambar 4.21 Grafik Pengujian 6 Arus Beban terhadap waktu Kerja baterai............. 48

Gambar 4.22 Grafik Pengujian 6 Tegangan Baterai terhadap waktu Kerja baterai.... 48

Gambar 4.23 Grafik Pengujian 6 Arus Baterai terhadap waktu Kerja baterai............ 49

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Laporan Tugas Akhir

Jurusan Teknik Konversi Energi Politeknik Negeri Bandung 11

DAFTAR PUSTAKA

Bolton, W. 2009. Sistem Instrumentasi dan Sistem Kontrol. Jakarta : Erlangga.

Boylestad, Robert. L and Nashelsky Louis. 2006. Electronic Devices and Circuit Theory.

New Jersey : Pearson Education.

Waliesiewicz, Marek. 2005. Energi Alternatif. Jakarta

Rumah Penelitian Indonesia (diakses bulan April 2012). “PLTS” . http://rumah penelitianindonesia. blogspot.com

Devi Nuryadi. (diakses bulan April). “Sistem PLTS”. http://devinuryadi.blogspot.com

Scribd (diakses bulan Mei 2012). “Pemilihan BCR”. http://www.scribd.com /doc/579753 32/28/ Pemilihan-BCR

Soundtolight (diakses bulan Mei 2012). “BCR”. http://soundtolight.blogspot.com/2011_07 _01archive.html

Panzoelgituloh (diakses bulan Maret 2012). “BCR untuk PLTS”. http://panzoelgituloh. blogspot. com/2010/11/pembangkit-listrik-tenaga-surya.html

Primadaya (diakses bulan April). “PLTS”. http://www.primadaya.co.id/ category.asp?c=2 7&r=1

Dynton (diakses pada bulan Mei). “Peralatan PLTS”. http://www.dynton.com/ tentang-plts/peralatan-plts.html?start=1

Radiolocman (diakses bulan Mei 2012) . “Datasheet IC TL 081CN”. http://www.radiolocman.com /datasheet/data.html?di=81919&/TL081CN

Maxi (diakses bulan Juni 2012). “Metode Charging pada Baterai” http://blog.maxi. co.id/2012/02/metode-charging-battery.html

Panel Surya (diakses bulan Juni 2012). “Charger Controller”. http://www.panelsurya.com/index. php/id/charge-controller/cara-kerja-solar-controller

Solar Cells Panel (diakses bulan Juni 2012). “Baterai pada Panel Surya” http://www.solarcell spanel.com/index.php/baterai