PERANCANGAN SIMULATOR PANEL SURYA...

L/O/G/O

PERANCANGAN SIMULATOR PANEL SURYA

MENGGUNAKAN LABVIEW

Duwi Astuti 2206 100 710

Dosen Pembimbing :

Prof. Dr. Ir. Mochamad Ashari, M.Eng

Heri Suryoatmojo, ST., MT., Ph.D.

Latar Belakang

Tujuan dan Manfaat

Batasan Masalah

Dasar teori

Pemodelan sistem

Pengujian Sistem dan Analisa Data

Kesimpulan

Gambaran Presentasi

Latar Belakang

Sel surya merupakan pembangkit listrik energi terbaru yang menawarkan potensi besar dalam kehidupan energi global untuk masa depan. Energi matahari tersedia pada setiap tempat dan dapat diperoleh dengan mudah.

Tujuan Dan Manfaat

Perancangan suatu power supply yang memiliki

karakteristik mirip panel surya, sehingga dapat

menggantikan panel surya yang harganya relatif

mahal.

Simulator ini dapat dimanfaatkan untuk

praktikum di universitas dan sekolah – sekolah khususnya di sekolah

menengah kejuruan (SMK) atau riset tentang solar sel

Pemodelan simulasi ini dilakukan dengan menggunakan pemrograman grafis yaitu LabVIEW.

Penelitian ini menggunakan DC-DC converter jenis buck converter

Parameter yang di-monitoring yaitu berupa arus dan tegangan.

Karakteristik PV dibatasi berdasarkan variasi intensitas cahaya yaitu 1000 W/m2, 900 W/m2, dan 800 W/m2.

Batasan Masalah

Sel surya (Photovoltaic)

Panel surya adalah alat yang terdiri dari sel surya yang mengubah cahaya menjadi listrik. Panel surya sering kali disebut sel photovoltaic.

Intensitas radiasi matahari diluar atmosfer bumi disebut konstanta surya, yaitu sebesar 1365 W/m2. Setelah disaring oleh atmosfer bumi, beberapa spektrum cahaya hilang, dan intensitas puncak radiasi menjadi sekitar 1000 W/m2.

Karakteristik Sel surya

Pada saat tahanan variable bernilai tak terhingga (open circuit) maka arus bernilai minimum (nol) dan tegangan pada sel berada pada nilai maksimum, yang dikenal sebagai tegangan open circuit (Voc).

Pada keadaan yang lain, ketika tahanan variable bernilai nol (short circuit) maka arus bernilai maksimum, yang dikenal sebagai arus short circuit (Isc).

Jika tahanan variable memiliki nilai yang bervariasi antara nol dan tak terhingga maka arus (I) dan tegangan (V) akan diperoleh nilai yang bervariasi.

Blok Diagram Simulator Sel Surya

Pemodelan Sel surya

𝑉 = 0.0361 ln((𝐿 ∗ 𝐼𝑠𝑐 − 𝐼) (2.17 ∗ 10−7𝐼𝑠𝑐)) − 𝐼 40 ∗ 𝐼𝑠𝑐

𝑉 = 𝑛𝑘𝑇 𝑞 ln ((𝐼𝐿 − 𝐼) 𝐼𝑂) − 𝐼𝑅𝑆

𝐼𝑂 = 𝐼𝐿 𝑒𝑥𝑝 (𝑞𝑉𝑜𝑐 (𝑛𝑘𝑇) )

𝑅𝑠 = 𝐼 (40 ∗ 𝐼𝑠𝑐)

𝐼𝐿 = 𝐿 ∗ 𝐼𝑠𝑐

Pemodelan sel surya menggunakan labView

Pemodelan dan perancangan buck converter

Dalam perencanaan buck converter mengacu pada

karakteristik panel surya model DBF 80. Acuan tersebut diberikan sebagai berikut :

T = 25 C

Voc = 21.6 V

Isc = 5.09 A

Vmpp = 17.6 V

Impp = 4.63 A

Pmax = 80 Watt

Pemodelan buck converter menggunakan labView

Pemodelan Seluruh Sistem

Pengujian Sistem dan Analisis data

PV panel 60 Wp, Isc = 3.07 A, Vdc = 50 V, 100 V dan 200 V dengan Beban bervariasi dengan intensitas 800 W/m2, 900 W/m2, dan 1000 W/m2

PV panel 80 Wp, Isc = 5.09 A, Vdc = 50 V, 100 V dan 200 V dengan Beban bervariasi dengan intensitas 800 W/m2, 900 W/m2, dan 1000 W/m2

Model PV cell, Isc = 1.5 A, Vdc = 50 V, 100 V dan 200 V dengan Beban bervariasi dengan intensitas 800 W/m2, 900 W/m2, dan 1000 W/m2

Pengujian PV panel 60 Wp, Isc = 3.07

A, Vdc = 50 V dengan Beban bervariasi

dan intensitas 1000 W/m2

Tabel Data Tegangan dan Arus untuk Intensitas 1000 W/m2, Isc = 3.07 A dan Vdc = 50 V

HASIL

PERHITUNGAN HASIL SIMULASI

I (Ampere) V (Volt) R (ohm) V (Volt) I (Ampere)

2,91 15,25 15 15,26 2,91

2,27 17,53 20 17,53 2,27

1,82 18,24 25 18,24 1,82

1,3 18,84 35 18,84 1,3

1,01 19,13 45 19,12 1,01

0,92 19,21 50 19,21 0,92

0,62 19,47 75 19,47 0,62

0,46 19,59 100 19,6 0,46

0,25 19,76 180 19,75 0,25

0,18 19,81 250 19,81 0,18

0,12 19,85 380 19,85 0,12

0,1 19,87 450 19,87 0,1

0,07 19,89 650 19,89 0,07

0,05 19,90 850 19,9 0,05

0,04 19,91 1000 19,91 0,04

Gambar dibawah ini merupakan contoh hasil dari nilai R = 45 Ω.

Pengujian PV panel 60 Wp, Isc = 3.07 A,

Vdc = 50 V dengan Beban bervariasi dan

intensitas 1000 W/m2



intensitas 1000 W/m2

0

5

10

15

20

25

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5

Teg

an

ga

n (

V)

Arus (I)

Grafik Tegangan vs Arus

perhitungan

simulasi

Pada Gambar ditunjukkan grafik antara tegangan dan arus yang dikeluarkan oleh PV ketika beban divarisikan antara 15 – 1000 Ω. Hasil yang didapat Voc = 19.91 V. Dari hasil diatas juga menunjukkan antara hasil perhitungan dan simulasi dari PV tidak ada perbedaan.




intensitas 900 W/m2

HASIL PERHITUNGAN HASIL SIMULASI


2,66 14,75 15 14,66 2,66

2,27 16,90 20 16,91 2,27

1,81 17,89 25 17,88 1,81

1,3 18,60 35 18,6 1,3

1,02 18,91 45 18,91 1,02

0,93 19,00 50 19,01 0,93

0,62 19,29 75 19,29 0,62

0,46 19,43 100 19,44 0,46

0,26 19,60 180 19,61 0,26

0,18 19,66 250 19,65 0,18

0,12 19,71 380 19,7 0,12

0,1 19,73 450 19,73 0,1

0,07 19,75 650 19,75 0,07

0,05 19,76 850 19,76 0,05

0,04 19,77 1000 19,77 0,04



Vdc = 100 V dengan Beban bervariasi


Pada Gambar ditunjukkan grafik antara tegangan dan arus yang dikeluarkan oleh PV ketika beban divarisikan antara 15 – 1000 Ω dengan intensitas cahaya matahari 900 W/m2. Hasil yang didapat Voc = 19.66 V. Jika dibandingkan dengan pengujian dengan intensitas 1000 W/m2 terjadi penurunan dari sisi Voc. Dari hasil diatas juga menunjukkan antara hasil perhitungan dan simulasi dari PV tidak ada perbedaan.




0

5

10

15

20

25

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3

Teg

an

ga

n (

V)

Arus (I)


perhitungan

simulasi

Tabel 4.12 Data Tegangan dan Arus untuk Intensitas 800 W/m2, Isc = 3.07 A dan Vdc = 50 V



intensitas 800 W/m2



2,44 12,39 15 11,02 2,44

2,24 15,83 20 15,72 2,24

1,81 17,38 25 17,38 1,81

1,3 18,29 35 18,29 1,3

1,02 18,65 45 18,66 1,02

0,92 18,77 50 18,78 0,92

0,61 19,10 75 19,09 0,61

0,46 19,25 100 19,24 0,46

0,25 19,44 180 19,44 0,25

0,18 19,50 250 19,49 0,18

0,12 19,55 380 19,55 0,12

0,1 19,57 450 19,57 0,1

0,07 19,59 650 19,59 0,07

0,05 19,61 850 19,61 0,05

0,04 19,62 1000 19,62 0,04




intensitas 800 W/m2



intensitas 800 W/m2

0

5

10

15

20

25

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3

Teg

an

ga

n (

V)

Arus (I)


perhitungan

simulasi

Pada Gambar ditunjukkan grafik antara tegangan dan arus yang dikeluarkan oleh PV ketika beban divarisikan antara 15 – 1000 Ω dengan intensitas cahaya matahari 800 W/m2. Hasil yang didapat dilihat dari Tabel Voc = 19,62 V. Jika dibandingkan dengan pengujian sebelumnya terjadi penurunan dari sisi Voc. Dari hasil diatas juga menunjukkan antara hasil perhitungan dan simulasi dari PV ada perbedaan. Hal tersebut dikarenakan pengujian menggunakan beban yang terbatas seperti

ditunjukkan pada Tabel.

Perbandingan hasil simulasi

dengan spesifikasi

Dari grafik diatas dapat diketahui bahwa nilai antara

simukasi dan spesikasi pada sel surya memiliki

karateristik yang sama

0

5

10

15

20

25

0 50 100 150 200 250 300 350

teg

an

ga

n (

V)

Arus (I)


1000 W/m2

spesifikasi







2,64 16,61 35 16,62 2,64

2,03 17,94 40 17,95 2,03

1,85 18,20 50 18,2 1,85

1,54 18,58 60 18,59 1,54

1,22 18,92 75 18,92 1,22

0,92 19,21 100 19,21 0,92

0,51 19,55 180 19,56 0,51

0,37 19,66 250 19,67 0,37

0,24 19,76 380 19,76 0,24

0,18 19,81 500 19,81 0,18

0,14 19,84 650 19,84 0,14

0,11 19,86 850 19,86 0,11

0,09 19,88 1000 19,87 0,09

0,07 19,89 1300 19,89 0,07

0,06 19,90 1500 19,9 0,06




Pada Gambar ditunjukkan grafik antara tegangan dan arus yang dikeluarkan oleh PV ketika beban divarisikan antara 35 – 1500 Ω. Hasil yang didapat Voc = 19.9 V. Dari hasil diatas juga menunjukkan antara hasil perhitungan dan simulasi dari PV tidak ada perbedaan.

0

5

10

15

20

25

0 1 2 3

Teg

an

gan

(V

)

Arus (I)


perhitungan

simulasi







2,58 15,52 35 15,42 2,58

2,06 17,42 40 17,45 2,06

1,81 17,89 50 17,98 1,81

1,51 18,33 60 18,34 1,51

1,23 18,68 75 18,68 1,23

0,91 19,02 100 19,01 0,91

0,51 19,39 180 19,39 0,51

0,37 19,51 250 19,52 0,37

0,24 19,61 380 19,62 0,24

0,18 19,66 500 19,66 0,18

0,14 19,69 650 19,69 0,14

0,11 19,72 850 19,72 0,11

0,09 19,73 1000 19,73 0,09

0,07 19,75 1300 19,75 0,07

0,06 19,76 1500 19,75 0,06




Pada Gambar 4.31 ditunjukkan grafik antara tegangan dan arus yang dikeluarkan oleh PV ketika beban divarisikan antara 35 – 1500 Ω dengan intensitas cahaya matahari 900 W/m2. Hasil yang didapat Voc = 19.75 V. Jika dibandingkan dengan pengujian dengan intensitas 1000 W/m2 terjadi penurunan dari sisi Voc. Dari hasil diatas juga menunjukkan antara hasil perhitungan dan simulasi dari PV tidak ada perbedaan.

0

5

10

15

20

25

0 1 2 3

Teg

an

gan

(V

)

Arus (I)


perhitungan

simulasi







2,4 14,03 35 14,02 2,4

2,01 16,84 40 16,83 2,01

1,81 17,38 50 17,37 1,81

1,53 17,93 60 17,92 1,53

1,23 18,39 75 18,38 1,23

0,91 18,78 100 18,79 0,91

0,51 19,20 180 19,2 0,51

0,37 19,33 250 19,34 0,37

0,24 19,45 380 19,45 0,24

0,18 19,50 500 19,5 0,18

0,14 19,53 650 19,54 0,14

0,11 19,56 850 19,56 0,11

0,09 19,58 1000 19,57 0,09

0,07 19,59 1300 19,6 0,07

0,06 19,60 1500 19,61 0,06




Pada Gambar ditunjukkan grafik antara tegangan dan arus yang dikeluarkan oleh PV ketika beban divarisikan antara 35 – 1500 Ω dengan intensitas cahaya matahari 800 W/m2. Hasil yang didapat dilihat dari Tabel Voc = 19,61 V. Jika dibandingkan dengan pengujian sebelumnya terjadi penurunan dari sisi Voc. Dari hasil diatas juga menunjukkan antara hasil perhitungan dan simulasi dari PV tidak ada perbedaan.

0

5

10

15

20

25

0 1 2 3

Teg

an

gan

(V

)

Arus (I)


perhitungan

simulasi

Kesimpulan

Model sel surya (PV) cell dan buck converter dengan simulasi dan perhitungan dengan tegangan DC 50 V, 100 V dan 200V. Intensitas 1000 W/m2, 900 W/m2 dan 800 W/m2 menunjukkan karakteristik yang hampir sama model PV yang digunakan.

Simulasi sel surya (PV) panel 60 Wp dan 80 Wp. Intensitas 1000 W/m2, 900 W/m2 dan 800 W/m2 diperoleh karakteristik yang mirip dengan hasil perhitungan.

Model sel surya (PV) dengan Isc, R variabel yang di ubah – ubah dapat menghasilkan karakteristik yang mirip dengan sel surya yang buatan pabrik.

.

Energi Hijau

Energi Masa Depan

Go Green Indonesia !

PERANCANGAN SIMULATOR PANEL SURYA...

Documents

Transcript of PERANCANGAN SIMULATOR PANEL SURYA...