Percobaan 2 DKE

PERCOBAAN 2

KARAKTERISTIK MODUL SEL SURYA

DENGAN SIMULINK MATLAB

2.1 Tujuan Percobaan

1. Mengetahui system kerja sel surya.

2. Mengetahui karakteristik arus tegangan pada sebuah modul sel surya dengan

mengguanakan program simulink matlab

3. Mengetahui karakteristik arus tegangan pada sebuah modul sel surya akibat

pengaruh radiasi surya dengan menggunakan program simulink matlab.

2.2 Landasan Teori

Sel-sel surya photovoltaic (pv) adalah diode semi konduktor yang didisain

untuk menyerap sahaya matahari dan mengkonversikannya menjadi listrik.

Penyerapan cahaya matahari menghasilkan pembawa-pembawa minoritas bebas,

yang menentukan arus sel surya. Pembawa ini terkumpul dan terpisah oleh junction

diode, yang menentukan tegangannya.

Operasi dasar sel surya ditunjukkan pada gambar 1. Foton-foton sel surya

diserap oleh bahan semi konduktor dan setiap foton yang diserap membangkitkan

sepasang electron-hole. Pembawa-pembawa minoritas yang dibangkitkan berdifusi ke

junction dimana mereka terkumpul. Jumlah pembawa yang terkumpul menentukan

arusnya. Tegangan ditentukan oleh karakteristik junction-nya.

Gambar 1. Operasi sel surya

Rangkaian ekivalen ditunjukkan pada gambar 2. Kurva karakteristik sel surya

photovoltaic dapat ditentukan dengan pertama menghitung karakteristik arus

tegangan diode super posisi dapat digunakan untuk mengkombinasikannya.

Gambar 2. Rangkaian ekivalen sel surya

Arus maksimum untuk sel surya tergantung pada lebar pita penyerapan

semikinduktor dan spectrum surya. Setiap photon dengan energy lebih besar dari

lebar pita dapt diharapkan untuk membangkitkan satu pasang electron-hole, yang

menyebabkan satu pembaw aminoritas dapat terkumpul. Koefisien penyerapan bahan

semikonduktor menentukan ketebalan yang diperlukan untuk menyerap cahaya surya

dengan energy lebih besar dari selah pita. Sebagai contoh ketebalan silicon 0,5 mm

akan menyerap 93% dari cahaya surya dengan sebuah energy diatas lebar pitanya.

1. Junction p-n

Sel-sel PV telah dibuat dengan bahan silicon (Si), gallium arsenide (GaAs),

copper indium diselenide (CIS), cadmium telluride (CdTe), dan beberapa bahan lain.

Bagian utama sl Pv yaitu junction p-n, atau ekivalen dengan junction Schottky yang

diperlukan untuk memungkinkan pengaruh sel surya. Pemahaman junction p-n adalah

bagian penting dari pemahaman bagaimana sel PV mengkonversi cahaya matahari

menjadi listrik. Gambar 3 menunjukkan sebuah junction p-n silicon.

Junction tersebut terdiri dari sebuah layar Si tipe –n digabungkan dengan layer

Si tipe-p, dengan sebuah struktur Kristal Si murni membentang junction junction

tersebut. Hubungan diantara kerapatan hole (p), dan kerapatan electron (n), pada

setiap titik yang diberikan bahan adalah :

np=ni2

Dimana ni adaldh perkiraan kerapatan electron atau hole dalam bahan

intrinsic (tak murni). Saat kondisi tak murni, n=Nd dan p=Na, dimana Nd dan Na

adalah kerapatan tak murni donor dan acceptor.

Analisa aliran electron dan hole melewati junction merupakan pengembangan

persamaan diode:

I=I 0[exp( qVkT )−1]

Dimana q adalah muatan electron, k adalah konstanta Boltzman, T adalah suhu

junction dalam K, dan V adalah tegangan luar melewati junction dari sisi –p kesisi-n.

2. Junction p-n teriluminasi

e=h v=h cλ

Dimana lamda adalah panjang gelombang foton, h adalah konstanta plank (6,625 x

10-34Js). Dan c adlah kecepatan cahaya (3 x108).

Energy foton dan electron volt (e-V) menjadi 1,24/ lamda, jika lamda adalah

dalam µm (1eV=1,6 x 10-19). Jika sebuah foton mempunyai energy yang sama atau

melebihi energy lebar pita semikonduktor dari bahan junction p-n, kemudian energy

foton mampu menciptakan pasangan electron-hole (EHP). Untuk Si, lebar pita adalah

1,1 eV, jika panjang gelombang foton kurang dari 1,13 µm didekat daerah

inframerah, maka foton akan mempunyai cukup energy untuk membangkitkan EHP.

Meskipun foton-foton dengan energy lebih tinggi dari energy lebar pita dapt diserap,

satu foton hanya dapat mengkreasiakan hanya satu EHP. Energi lebih dari foton

dibuang sebagai panas. Bila foton memasuki sebuah bahan intensitas beam (daya

dalam medan gelombang) tergantung pada konstanta penyerapan panjang gelombang

bebas, α.

Jumlah arus foton terinduksi mengalir melewqati junction dan rangkain luar

secara langsung sebanding dengan intensitas sumber foton. Catatan bahwa EHP

digerakkan melewati junction dengan adanya medan E (E-field), jadi hole bergerak

kesisi p dan melanjutkan untuk berdifusi kearah kontak luar sisi-p. Dengan cara yang

sama electron-elektron bergerak ke sisi-n dan melanjutkjan untuk berdifusi ke kontak

luar sisi-n.

Pada titik ini, sebuah pengamatan penting dilakukan. Tegangan luar melewati

diode yang menyebabakan arah aliran arus saat tidak ada foton-foton, adalah positif

dari p ke n. Arus dan tegangan diode didefinisikan dalam arah ini, dan diode

didefinisikan bedasarkan konvensi tanda pasif. Dengan kata lain ketika tidak ada

foton-foton menimpa junction, diode manghilangkan daya. Tetapi saat terdapat foton-

foton aliran arus terinduksi foton melawan arah arus tersebut. Oleh karena itu arus

meninggalakan terminal posistif. Yang berarti alat tersebut membangkitkan daya. Ini

adalah efek dari PV. Saat arus PV diganbungkan dengan persamaan diode,

menghsilkan persamaaan :

I=I 1−I 0[ qVkT−1e

❑ ]=I 1−I 0 eqVkT

Gambar 5 menunjukkan kurva i-v untuk sel PV ideal dan tipikal,

mengasumsikan sel tersebut mempunyai luas perkiraan195 cm2. Sifat lain kurva I-V

gambar 5, adalah adnya titik tunggal pada setiap kurva pada daya yang didkirim oleh

sel adalah maksimum. Titik ini adalah daya maksimum(maksimum power point) dari

sel.Dan gambar 6 adalah saat daya sell diplot terhadap tegangan.

Gambar 5. Karakteristik I-V

dari sel-sel P-V ideal dengan level iluminasi yang berbeda

Gambar 6. Karakteristik P-V dari sel-sel PV dengan empat level iluminasi

2.3 Daftar Peralatan

NO. Perallataaan Jumalah buah(buah)

1 Personal computer 1

2 Program matlab

2010

1

2.4 Gambar Rangkaian

Gambar 7. Rangkaian percobaan karakteristik arus-

tegangan dan daya-tegangan dengan modul photovoltaic

masukan tegangan

Input:

- Tegangan photo voltaic

- Insolation

Output:

- Arus photofoltais, Ipv

- Daya output photovoltaic.

Model ini tepat unutk keadaan saat modul-modul terhubung parallel dengan tegangan

yang sama.

2.5 Prosedur Kerja

1. Buka program matlab 2010

2. Buka file modul PV adalah pada menu current folder, kemudian muncul

tampilan simulink untuk modul Photo voltaic.seperti gambar 6 berikut:

3. Klik pada program MATLAB 2010, menu simulink library browser.

4. Pada menu simulink library browser klik menu new model, kemudian

muncul tampilan program simulink dengan nama file untlitled.mdl. simpan dengan

menu save as dan beri nama percobaan 2, selanjutnya buatlah program simulink pada

gambar 6 pada file ini.

5. Tarik PV 1 kedalam program simulink pada file percobaan 2.

6. Tarik reapeting sequence stair pada menu resources.

7. Masukkan data berikut untuk input radiasi sel surya (illumination)

8. Tarik reapeting sequence pada menu sources.

9. Masukkan para meter data berikut:

10. Tarik X-Y graph pada menu sink.

11. Untuk karakteristik I-V masukkan parameter data x-min=0, x-max=25, y-

min=0, y-max=6, dan sample time=-1.

12. Untuk karakteristik P-V masukkan parameter data x-min=0, x-max=25,

y-min=0, y-max=6, dan sample time=-1.

13. Hubungkan terminal-terminal pada setiap blok simulink seperti gambar 6.

14. Klik menu simulation kemudian klik configurations Parameter, masukkan

para meter data.

15. Klik start simulation, daptka hasil simulasi kurva karakteristik I-V dan P-

V.

2.6 Data Percobaan

Gambar Data

Gambar Data

2.7 Analisa Data

2.7.1 Grafik

Modul PV1

I-V beraturan

P-V beraturan

I-V tak beraturan

P-V tak beraturan

Modul PV2

I-V beraturan

P-V beraturan

I-V tak beraturan

P-V tak beraturan

ASAMSUL HADI (111910201101)

2.7.2 Pembahasan

Proses konversi energi radiasi cahaya matahari menjadi eneriy listrik terjadi

melalui beberapa tahapan. Tahapan yang pertama electron yang berada pada lapisan

atas panel atau pada lapisan silicon tipe p diberikan energy oleh energy foton yang

dipancarkan oleh matahari sebagai akibatnya electron yang tadinya diam menjadi

bergerak karena mendapatkan energy dari cahaya matahari. Kemudian electron

bergerak melewati junction menuju lapisan silicon tipe n, dari silicon tipe n electron

bergerak menuju bahan penghantar melewati penghatar dari penghantar melewati

beban dan kembali lagi ke silicon tipe p kemudian ke junction dan mengalir ke silicon

tipe p. Siklus ini akan terus berlangsung selama panel mendapatkan cahaya matahari.

Pada percobaan kali ini, kami melakukan perobaan mengenai karakteristik

arus-tegangan dan daya-tegangan pada sebuah modul sel surya dengan menggunakan

program simulink Matlab. Percobaan dilakukan dengan membuat dua rangkaian

dalam Matlab, yaitu rangkaian modul PV1 dan rangkaian modul PV2. Kemudian

setiap modul diberikan 2 input radiasi sel surya (illumination) yang berbeda pada

vector of output values, yaitu illumination yang angkanya berkelipatan beraturan dan

berkelipatan tidak beraturan. Berikut adalah gambar rangkaian modul PV1 dan modul

PV2.

Gambar Modul PV1

Gambar Modul PV2

Menurut hasil percobaan pertama yang menggunakan rangkaian modul PV1,

repeating sequence stair data pada vector of output values yang beraturan dimasukkan

pada repeating sequence dengan time values [ 0 1 2 ] & output values [ -0.5 25 -0.5 ],

dengan angka [ 200 400 600 800 1000 ] didapatkan kurva daya-tegangan (P-V arus-

tegangan (I-V) dan arus-tegangan (I-V).Untuk karakteristik I-V dimasukkan

parameter data x-min= 0, x-max= 25, y-min= 0, y-max= 6, sample time= -1. Untuk

karakteristik P-V dimasukkan parameter data x-min= 0, x-max= 25, y-min= 0, y-

max= 100, sample time= -1. Kemudian untuk konfigurasi parameter dimasukkan data

dengan type variable-step, solver discrete (no continuous states) dan max step size=

0.02. sehingga diperoleh hasil simulasi kurva karakteristik I-V dan P-V sebagai

berikut.

I-V beraturan

P-V beraturan

Pada kurva I-V perbandingan antara arus dan tegangan, sesuai hukum ohm

bahwa arus yang mengalir pada suatu rangkaian berbanding lurus dengan tegangan

dan hambatannya.sesuai dengan grafik diatas maka dapat disimpulkan bahwa arus

berbanding lurus dengan tegangannya adalah benar. Ditunjukkan pada grafik diatas

saat arusnya besar nilai tegangannya juga mengalami preningkatan,pada grafik I-V

saat arsnya 1 A nilai tegangannya 20,dan pada keadaan berikutnya saat arusnya

2A,3A,4A,dan 5A nilai tegangannya meningkat lebih dari 20 volt.

Pernyatanan hukum Selanjutny a untuk data pada vector of output values yang

tak beraturan, dimasukkan angka [200 300 450 500 1000] dengan sample time 1 dan

parameter pada repeating sequence dengan time values [ 0 1 2 ] & output values [ -0.5

25 -0.5 ], didapatkan grafik arus-tegangan (I-V) dan daya-tegangan (P-V). Untuk

karakteristik I-V dimasukkan parameter data x-min= 0, x-max= 25, y-min= 0, y-

max= 6, sample time= -1. Untuk karakteristik P-V dimasukkan parameter data x-

min= 0, x-max= 25, y-min= 0, y-max= 100, sample time= -1. Kemudian

memasukkan parameter data pada konfigurasi parameter, sehingga diperoleh hasil

simulasi kurva karakteristik I-V dan P-V.

I-V tak beraturan

P-V tak beraturan

Pada kurva I-V menunjukkan perbandingan antara arus dan tegangan,pada

data yang didapatkan pada percobaan kali ini tidak jauh berbeda hanya saja

pengubahan nilai angkanya tidak disesuaikan dengan kelipatan 200 sesuai hukum

ohm bahwa arus berbanding lurus dengan tegangan semakin besar nilai tegangannya

maka arus yang di hasilkan akan semakin besar.hal ini di tunjukkan oleh kurva diatas

saat arusnya semakin besar nilai tegangannya juga mengalami preningkatan,pada

grafik I-V saat arsnya 1 A nilai tegangannya 20,dan pada keadaan berikutnya saat

arusnya 2A,3A,4A,dan 5A nilai tegangannya meningkat lebih dari 20 volt.

Untuk hasil percobaan kedua yang menggunakan rangkaian modul PV2,


angka [ 200 400 600 800 1000 ] dengan sample time 1 dan parameter pada repeating

sequence dengan time values [ 0 1 2 ] & output values [ -0.5 25 -0.5 ], didapatkan

kurva arus-tegangan (I-V) dan daya-tegangan (P-V). Untuk karakteristik I-V

dimasukkan parameter data x-min= 0, x-max= 25, y-min= 0, y-max= 6, sample time=

-1. Untuk karakteristik P-V dimasukkan parameter data x-min= 0, x-max= 25, y-min=

0, y-max= 100, sample time= -1. Kemudian untuk konfigurasi parameter dimasukkan

data dengan type variable-step, solver discrete (no continuous states) dan max step

size= 0.02. sehingga diperoleh hasil simulasi kurva karakteristik I-V dan P-V sebagai

berikut.

I-V beraturan

P-V beraturan

Pada kurva I-V ali ini kita megubah pvnya dari pv 1 menjadi pv 2 hal ini

dilakukan untuk mengetahui pengaruh terhadap nilai tegangan dan arusnya. sesuai

hukum ohm bahwa arus yang mengalir pada suatu rangkaian berbanding lurus dengan

tegangan dan hambatannya.sesuai dengan grafik diatas maka dapat disimpulkan

bahwa arus berbanding lurus dengan tegangannya adalah benar. Ditunjukkan pada

grafik diatas saat arusnya besar nilai tegangannya juga mengalami preningkatan,pada



Selanjutnya, untuk data pada vector of output values yang tak beraturan,

dimasukkan angka [200 300 450 500 1000] dengan sample time 1 dan parameter pada

repeating sequence dengan time values [ 0 1 2 ] & output values [ -0.5 25 -0.5 ],

didapatkan grafik arus-tegangan (I-V) dan daya-tegangan (P-V). Untuk karakteristik

I-V dimasukkan parameter data x-min= 0, x-max= 6, y-min= 0, y-max= 25, sample

time= -1. Untuk karakteristik P-V dimasukkan parameter data x-min= 0, x-max= 6, y-

min= 0, y-max= 100, sample time= -1. Kemudian memasukkan parameter data pada

konfigurasi parameter, sehingga diperoleh hasil simulasi kurva karakteristik I-V dan

P-V.

I-V tak beraturan

P-V tak beraturan

Pada kurva I-V dapat diketahui bahwa arus berbanding lurus dengan

tegangan. Semakin besar nilai arus yang mengalir maka semakin tinggi nilai tegangan

yang dihasilkan. Kemudian pada kurva P-V menunjukkan perbandingan antara daya

dan tegangan, di mana bahwa daya berbanding lurus dengan tegangan. Semakin besar

daya yang dihasilkan maka semakin besar pula tegangan yang dihasilkan, karena

pada kurva mengalami kenaikan. Kurva I-V dan P-V pada modul PV2 ini memiliki

bentuk yang sama dengan kurva I-V dan P-V pada modul PV2. Hal ini dikarenakan

dilakukan pertukaran tempat antara letak I-V characteristic dengan P-V power.

BDWI SUPUTERA ADI (111910201064)

Sel surya atau sel photovoltaic, adalah sebuah alat semikonduktor yang terdiri

dari sebuah wilayah-besar diode p-n junction, di mana, dalam hadirnya cahaya

matahari mampu menciptakan energi listrik yang berguna. Pengubahan ini disebut

efek photovoltaic. Bidang riset berhubungan dengan sel surya dikenal sebagai

photovoltaics.Proses konversi energi radiasi cahaya matahari menjadi eneriy listrik

terjadi melalui beberapa tahapan. Tahapan yang pertama electron yang berada pada

lapisan atas panel atau pada lapisan silicon tipe p diberikan energy oleh energy foton

yang dipancarkan oleh matahari sebagai akibatnya electron yang tadinya diam

menjadi bergerak karena mendapatkan energy dari cahaya matahari. Kemudian

electron bergerak melewati junction menuju lapisan silicon tipe n, dari silicon tipe n

electron bergerak menuju bahan penghantar melewati penghatar dari penghantar

melewati beban dan kembali lagi ke silicon tipe p kemudian ke junction dan mengalir

ke silicon tipe p. Siklus ini akan terus berlangsung selama panel mendapatkan cahaya

matahari.

Pada percobaan kali ini, dilakukan percobaan simulasi mengenai hubungan

karakteristik arus-tegangan dan daya-tegangan pada sebuah modul sel surya dengan

menggunakan aplikasi simulink Matlab. Simulink Matlab berguna untuk simulasi

saja. Percobaan dilakukan dengan membuat dua rangkaian dalam Matlab, yaitu

rangkaian modul PV1 dan rangkaian modul PV2. Kemudian setiap modul diberikan 2

input radiasi sel surya (illumination) yang berbeda pada vector of output values, yaitu

illumination yang angkanya berkelipatan beraturan dan berkelipatan tidak beraturan.

Berikut adalah gambar rangkaian modul PV1 dan modul PV2.

http://id.wikipedia.org/wiki/Photovoltaics

http://id.wikipedia.org/wiki/Listrik

http://id.wikipedia.org/wiki/Energi

http://id.wikipedia.org/wiki/Cahaya_matahari


http://id.wikipedia.org/wiki/P-n_junction

http://id.wikipedia.org/wiki/Diode

http://id.wikipedia.org/wiki/Semikonduktor

Gambar Modul PV1

Gambar Modul PV2

Pada hasil percobaan pertama yang

menggunakan rangkaian modul PV1, kita

mengisikan repeating sequence stair data

pada vector of output values yang

beraturan dimasukkan angka [ 200 400 600 800 1000 ]

dengan sample time 1 dan parameter pada repeating

sequence dengan time values [ 0 1 2 ] & output values

[ -0.5 25 -0.5 ], didapatkan kurva arus-tegangan (I-V) dan daya-tegangan (P-V).

Untuk karakteristik I-V dimasukkan parameter data x-min= 0, x-max= 25, y-min= 0,

y-max= 6, sample time= -1. Untuk karakteristik P-V dimasukkan parameter data x-

min= 0, x-max= 25, y-min= 0, y-max= 100, sample time= -1. Kemudian untuk

konfigurasi parameter dimasukkan data dengan type variable-step, solver discrete (no

continuous states) dan max step size= 0.02. sehingga diperoleh hasil simulasi kurva

karakteristik I-V dan P-V sebagai berikut.

Hubungan tegangan dan arus beraturan

Hubungan daya dan tegangan beraturan

Pada kurva hubungan teganan dan arus (pada kurva V-I) menunjukkan

perbandingan antara teganan dan arus, di mana arus berbanding terbalik dengan

tegangan. Semakin besar nilai arus yang mengalir menyebabkan nilai tegangan

semakin rendah. Sebaliknya jika nilai tegangan semakin besar maka nilai arus yang

dihasilkan semakin rendah. Hal tersebut dapat kita lihat ketika teganan bernilai 0,

arus yang didapat sekitar 5,5. Sedangkan ketika teganan bernilai 20 arus yang didapat

adalah sekitar 5,2. Kemudian pada kurva P-V menunjukkan perbandingan antara daya

dan tegangan, di mana bahwa daya berbanding terbalik dengan tegangan. Semakin

besar daya yang dihasilkan maka semakin kecil tegangan yang dihasilkan, sebaliknya

semakin besar tegangan maka semakin kecil daya yang dihasilkan. Intensitas cahaya

berpengaruh terhadap arus pada kurva I-V, semakin besar intensitas cahayanya maka

arus yang didapat akan semakin besar pula. Dan pada teganan nilainya berubah secara

logaritmik.

Selanjutnya untuk data pada vector of output values yang tak beraturan,





time= -1. Untuk karakteristik P-V dimasukkan parameter data x-min= 0, x-max= 25,

y-min= 0, y-max= 100, sample time= -1. Kemudian memasukkan parameter data

pada konfigurasi parameter, sehingga diperoleh hasil simulasi kurva karakteristik I-V

dan P-V.

Hubungan tegangan dan arus tak beraturan

Hubungan daya dan tegangan tak beraturan

Pada percobaan data pada vector of output values yang tak beraturan sama

dengan pada percobaan data pada vector of output values yang beraturan. Yang

membedakan hanya isi datanya saja.











berikut.

Hubungan arus dan teganan beraturan

Hubungan daya dan arus beraturan

Pada kurva hubungan arus dan tegangan (pada kurva I-V) menunjukkan

perbandingan antara arus dan tegangan, di mana arus berbanding terbalik dengan



dihasilkan semakin rendah. Kemudian pada kurva hubungan daya dan arus (pada

kurva P-I) menunjukkan perbandingan antara daya dan arus, di mana bahwa daya

berbanding lurus dengan arus. Semakin besar daya yang dihasilkan maka semakin

besar pula arus yang dihasilkan, karena pada kurva mengalami kenaikan.









P-V.

Hubungan arus dan teganan tak beraturan

Hubungan daya dan teganan tak beraturan









CM. FAIZ . A. H (111910201005)

Proses konversi energi radiasi cahaya matahari menjadi eneriy listrik terjadi









Pada percobaan kali ini, kami melakukan perobaan mengenai karakteristik

arus-tegangan dan daya-tegangan pada sebuah modul sel surya dengan menggunakan

program simulink Matlab. Percobaan dilakukan dengan membuat dua rangkaian

dalam Matlab, yaitu rangkaian modul PV1 dan rangkaian modul PV2. Kemudian

setiap modul diberikan 2 input radiasi sel surya (illumination) yang berbeda pada

vector of output values, yaitu illumination yang angkanya berkelipatan beraturan dan

berkelipatan tidak beraturan. Berikut adalah gambar rangkaian modul PV1 dan modul

PV2.

Gambar Modul PV1

Gambar Modul PV2




dengan angka [ 200 400 600 800 1000 ] didapatkan kurva daya-tegangan (P-V arus-

tegangan (I-V) dan arus-tegangan (I-V).Untuk karakteristik I-V dimasukkan






berikut.

I-V beraturan

P-V beraturan

Pada kurva I-V perbandingan antara arus dan tegangan, sesuai hukum ohm

bahwa arus yang mengalir pada suatu rangkaian berbanding lurus dengan tegangan

dan hambatannya.sesuai dengan grafik diatas maka dapat disimpulkan bahwa arus

berbanding lurus dengan tegangannya adalah benar. Ditunjukkan pada grafik diatas

saat arusnya besar nilai tegangannya juga mengalami preningkatan,pada grafik I-V

saat arsnya 1 A nilai tegangannya 20,dan pada keadaan berikutnya saat arusnya

2A,3A,4A,dan 5A nilai tegangannya meningkat lebih dari 20 volt.

Pernyatanan hukum Selanjutny a untuk data pada vector of output values yang

tak beraturan, dimasukkan angka [200 300 450 500 1000] dengan sample time 1 dan

parameter pada repeating sequence dengan time values [ 0 1 2 ] & output values [ -0.5

25 -0.5 ], didapatkan grafik arus-tegangan (I-V) dan daya-tegangan (P-V). Untuk

karakteristik I-V dimasukkan parameter data x-min= 0, x-max= 25, y-min= 0, y-

max= 6, sample time= -1. Untuk karakteristik P-V dimasukkan parameter data x-

min= 0, x-max= 25, y-min= 0, y-max= 100, sample time= -1. Kemudian

memasukkan parameter data pada konfigurasi parameter, sehingga diperoleh hasil

simulasi kurva karakteristik I-V dan P-V.

I-V tak beraturan

P-V tak beraturan

Pada kurva I-V menunjukkan perbandingan antara arus dan tegangan,pada

data yang didapatkan pada percobaan kali ini tidak jauh berbeda hanya saja

pengubahan nilai angkanya tidak disesuaikan dengan kelipatan 200 sesuai hukum

ohm bahwa arus berbanding lurus dengan tegangan semakin besar nilai tegangannya

maka arus yang di hasilkan akan semakin besar.hal ini di tunjukkan oleh kurva diatas

saat arusnya semakin besar nilai tegangannya juga mengalami preningkatan,pada













berikut.

I-V beraturan

P-V beraturan

Pada kurva I-V ali ini kita megubah pvnya dari pv 1 menjadi pv 2 hal ini

dilakukan untuk mengetahui pengaruh terhadap nilai tegangan dan arusnya. sesuai

hukum ohm bahwa arus yang mengalir pada suatu rangkaian berbanding lurus dengan

tegangan dan hambatannya.sesuai dengan grafik diatas maka dapat disimpulkan

bahwa arus berbanding lurus dengan tegangannya adalah benar. Ditunjukkan pada

grafik diatas saat arusnya besar nilai tegangannya juga mengalami preningkatan,pada











P-V.

I-V tak beraturan

P-V tak beraturan









DABDUR ROHMAN (111910201089)

Lintasan elektron adalah tempat dimana elektron dapat berputar mengelilingi

inti dan tempat dapat di temukannya electron. difusi elektron adalah suatu peristiwa

dimana elektron berpindah dari orbit paling dalam menuju orbit yang berada di

atasnya. hole pada junction p-n sel surya adalah pembawa muatan listrik positif yang

jumlahnya lebih banyak dibandingkan jumlah electron, sehingga hole merupakan

pembawa muatan mayoritas

Proses konversi energi radiasi cahaya matahari menjadi energi listrik terjadi









Sel-sel surya photovoltaic (PV) adalah diode semikonduktor yang di desain

untuk menyerap cahaya matahari dan mengkonversinya menjadi energi listrik.

Penyerapan cahaya matahari menghasilkan pembawa-pembawa minoritas bebas,

yang menentukan arus sel surya.Pembawa ini terkumpul dan terpisah oleh junction

diode, yang menentukan tegangannya. Foton-foton cahaya diserap oleh bahan

semikonduktor dan setiap foton yang diserap membangkitkan sepasang electron-hole.

Pembawa-pembawa minoritas yang di bangkitkan berdifusi ke junction di mana

mereka ditentukan oleh karakteristik junction-nya.

Pada percobaan kali ini, yaitu mengenai karakteristik arus-tegangan dan daya-

tegangan pada sebuah modul sel surya dengan menggunakan program simulink

Matlab. Percobaan dilakukan dengan membuat dua rangkaian dalam Matlab, yaitu





Gambar Modul PV1

Gambar Modul PV2

pada hasil percobaan pertama menggunakan rangkaian modul PV1, repeating

sequence stair data pada vector of output values atau inputan intensitas cahaya yang

nilainya meningkat beraturan dimasukkan angka [ 200 400 600 800 1000 ] nilai

minimum yang dimasukkan ialah 200, karena merupakan standard dari PV yang

digunakan. Kemudian, sample time 1 dan parameter pada repeating sequence dengan

time values [ 0 1 2 ] & output values [ -0.5 25 -0.5 ], didapatkan kurva arus-tegangan

(I-V) dan daya-tegangan (P-V). Untuk karakteristik I-V dimasukkan parameter data

x-min= 0, x-max= 25, y-min= 0, y-max= 6, sample time= -1. Untuk karakteristik P-V

dimasukkan parameter data x-min= 0, x-max= 25, y-min= 0, y-max= 100, sample

time= -1. Parameter data ini dapat diatur dengan mengubah nilai x-max dan y-max

pada parameter untuk mendapatkan grafik dengan gambar yang jelas. Kemudian

untuk konfigurasi parameter dimasukkan data dengan type variable-step, solver

discrete (no continuous states) dan max step size= 0.02. sehingga diperoleh hasil

simulasi kurva karakteristik I-V dan P-V sebagai berikut.

I-V beraturan

P-V beraturan

Pada percobaan diatas, pada kurva I-V dengan nilai intensitas yang meningkat

beraturan didapatkan data yang menunjukkan perbandingan antara arus dan tegangan,

Dari grafik I-V terlihat bahwa arus keluaran (I) berbanding lurus dengan intensitas

cahaya, sedangkan tegangan (V) berubah secara logaritmik. ISC menyatakan arus

hubung singkat dan VOC menyatakan tegangan listrik rangkaian terbuka. Arus dan

tegangan maksimun terjadi pada saat sel surya menghasilkan daya ( jumlah watt )

maksimum. Kemudian pada kurva P-V menunjukkan perbandingan antara daya dan

tegangan, di mana bahwa daya berbanding lurus dengan tegangan. Semakin besar


pada kurva mengalami kenaikan.


dimasukkan angka [200 300 450 500 1000].'dengan sample time 1 dan parameter







dan P-V.

I-V tak beraturan P-V tak beraturan

Pada kurva I-V dapat diketahui bahwa arus keluaran (I) berbanding lurus

dengan intensitas cahaya, sedangkan tegangan (V) berubah secara logaritmik. ISC

menyatakan arus hubung singkat dan VOC menyatakan tegangan listrik rangkaian

terbuka. Arus dan tegangan maksimun terjadi pada saat sel surya menghasilkan daya (

jumlah watt ) maksimum. Kemudian pada kurva P-V menunjukkan perbandingan

antara daya dan tegangan, di mana bahwa daya berbanding lurus dengan tegangan.

Semakin besar daya yang dihasilkan maka semakin besar pula tegangan yang

dihasilkan, karena pada kurva mengalami kenaikan.











berikut.

I-V beraturan P-V beraturan

Pada kurva I-V menunjukkan perbandingan antara arus dan tegangan, di mana

arus keluaran (I) berbanding lurus dengan intensitas cahaya, sedangkan tegangan (V)

berubah secara logaritmik. ISC menyatakan arus hubung singkat dan VOC menyatakan

tegangan listrik rangkaian terbuka. Arus dan tegangan maksimun terjadi pada saat sel

surya menghasilkan daya ( jumlah watt ) maksimum. Kemudian pada kurva P-V

menunjukkan perbandingan antara daya dan tegangan, di mana bahwa daya

berbanding lurus dengan tegangan. Semakin besar daya yang dihasilkan maka

semakin besar pula tegangan yang dihasilkan, karena pada kurva mengalami

kenaikan. Kurva I-V dan P-V pada modul PV2 ini memiliki bentuk yang sama

dengan kurva I-V dan P-V pada modul PV2. Hal ini dikarenakan dilakukan

pertukaran tempat antara letak I-V characteristic dengan P-V power.









P-V.

I-V tak beraturan P-V tak beraturan

Pada kurva P-V menunjukkan perbandingan antara daya dan tegangan, di

mana bahwa daya berbanding lurus dengan tegangan. Semakin besar daya yang

dihasilkan maka semakin besar pula tegangan yang dihasilkan, karena pada kurva

mengalami kenaikan. Pada kurva I-V dapat diketahui bahwa arus keluaran (I)

berbanding lurus dengan intensitas cahaya, sedangkan tegangan (V) berubah secara

logaritmik. ISC menyatakan arus hubung singkat dan VOC menyatakan tegangan listrik

rangkaian terbuka. Arus dan tegangan maksimun terjadi pada saat sel surya

menghasilkan daya ( jumlah watt ) maksimum. Kurva I-V dan P-V pada modul PV2

ini memiliki bentuk yang sama dengan kurva I-V dan P-V pada modul PV2. Hal ini

dikarenakan dilakukan pertukaran tempat antara letak I-V characteristic dengan P-V

power.

Dari data percobaan diatas dapat disimpulkan bahwa Karakteristik sel surya

sangat ditentukan oleh intensitas cahaya yang jatuh pada permukaan sel. Semakin

banyak intensitas cahaya yang mengenai permukaan sel surya maka arus yang

dihasilkan akan semakin besar. Sel surya adalah sumber energi listrik yang

menghasilkan daya apabila disinari cahaya. Karakterisasi sel surya dilakukan dengan

mengukur tegangan dan arus sel surya untuk beragam nilai beban output. Besaran-

besaran karakteristik sel surya dapat diperoleh dari data pasangan tegangan dan arus

sel surya, dengan nilai yang diperoleh adalah seperti pada rangkuman hasil

eksperimen.

E

HARUN ISMAIL (111910201023)

Pada praktek ini kami menggunakan program MAtlab. Hal ini untuk mengetahui

mengenai kurva tegangan dan arus atau sebaliknya. Sel-sel surya photovoltaic (PV)

adalah diode semikonduktor yang didesain untuk menyerap cahaya matahari dan

mengkonversinya menjadi listrik. Operasi dasar sel surya terjadi karena foton-foton

cahaya diserap oleh bahan semikonduktor dan setiap foton yang diserap

membangkitkan sepasang elektron-hole. Pembawa minoritas berdifusi ke junction

dimana mereka berkumpul. Jumlah pembawa yang terkumpul menentukan arusnya.

Tegangan ditentukan oleh karakteristik junction-nya.

Kurva karakteristik sel surya photovoltaic dapat ditentukan dengan pertama

menghitung pembawa minoritas terkumpul dan kemudian secara terpisah menghitung

karakteristik arus-tegangan diode. Superposisi dapat digunakan untuk

mengkombinasikannya.

Pada percobaan praktikum yang telah kami lakukan, kami mencari karakteristik arus-

tegangan (I-V) dan karakteristik daya-tegangan (P-V) pada sebuah modul sel surya

dengan menggunakan program simulink Matlab. Dibawah ini adalah gambar dari

rangkaian modul PV1 dan modul PV2.

Gambar : PV1

Gambar PV2


repeating sequence stair data pada vector of output values yang beraturan kami

memasukkan time values [ 0 1 2 ] & output values [ -0.5 25 -0.5 ], dengan angka

bentuk angka yang merupakan kelipatan yaitu [ 200 400 600 800 1000 ]. Kami

mengambil angka yang pertama yaitu 200 karena pada saat praktek menggunakan

MATLAB sudah didesign nagka minimal 200, hal ini terbukti ketika kelompok kami

mencoba menggunakan angka 100 ternyata tidak ada kurva yang dapat ditampilkan

oleh komputer. Dengan menggunkan angka ini didapatkan kurva daya-tegangan (P-V

arus-tegangan (I-V) dan arus-tegangan (I-V). Untuk karakteristik I-V dimasukkan






berikut.

I-V beraturan

P-V beraturan

Pada kurva I-V menunjukkan perbandingan antara arus dan tegangan, sesuai

hukum teori rumus daya yaitu P= VxI, bahwa arus berbanding terbalik dengan

tegangan semakin besar nilai tegangan arus yang di hasilkan akan semakin kecil.

Pada kurva P-V beraturan di atas didapatkan hasil bahwa dengan nilai arus I yang

semakin besar didapatkan hubungan antara daya dengan tegangan yaitu nilai daya (P)

berbanding terbalik dengan nilai tegangannya (V). hal ini sesuai dengan rumus teori

P= V x I. dan juga sesuai dengan hasul ekperimen pada praktikum pertama.

Pada saat memasukkan nilai yang tak beraturan, kami memasukkan angka

[200 300 450 500 1000] dengan sample time 1 dan parameter pada repeating


grafik arus-tegangan (I-V) dan daya-tegangan (P-V). Untuk karakteristik I-V


-1. Untuk karakteristik P-V dimasukkan parameter data x-min= 0, x-max= 25, y-



P-V.

I-V tak beraturan

P-V tak beraturan







P= V x I. dan juga sesuai dengan hasul ekperimen pada praktikum pertama








min= 0, y-max= 100, sample time= -1. Kemudian untuk konfigurasi parameter

dimasukkan data dengan type variable-step, solver discrete (no continuous states) dan

max step size= 0.02. sehingga diperoleh hasil simulasi kurva karakteristik I-V dan P-

V sebagai berikut.

I-V beraturan

P-V beraturan

P-V beraturan

Pada kurva I-V pada percobaan kedua ini pvnya diubah untuk mengetahui

pengaruh antara pv 1 dan pv 2 pada nilai arus dan tegangannya.pada percobaan yang

telah dilakukan pada saat arusnya 1A nilai tegangannya yang dihasilkan

menunjukkan angka lebih dari 20, begitu juga dengan arus pada 2 A tegangannya

menunjukkan angka 20 lebih besar sedikit daripada angka 20 pada saat 1 A. Pada

kurva P-V beraturan di atas didapatkan hasil bahwa nilai daya (P) berbanding lurus

dengan nilai tegangannya (V). Pada kurva diatas pada kenaikan daya setiap 20 angka

tegangan akan naik lebih dari 20.hal ini sesuai dengan perntaan diatas.. Kurva I-V

dan P-V pada modul PV2 ini memiliki bentuk yang sama dengan kurva I-V dan P-V

pada modul PV2. Hal ini dikarenakan dilakukan pertukaran tempat antara letak I-V

characteristic dengan P-V power.


dimasukkan angka [200 300 450 500 1000] dengan sample time 1 dan parameter







P-V.

I-V tak beraturan

P-V tak beraturan







P= V x I. dan juga sesuai dengan hasul ekperimen pada praktikum pertama

Kurva I-V dan P-V pada modul PV2 ini memiliki bentuk yang sama dengan

kurva I-V dan P-V pada modul PV2. Hal ini dikarenakan dilakukan pertukaran

tempat antara letak I-V characteristic dengan P-V power. titik Imax dan Vmax

bertemu.

FANTONY YACOB H (111910201089)

Sel surya atau sel photovoltaic, adalah sebuah alat semikonduktor yang terdiri

dari sebuah wilayah-besar diode p-n junction, di mana, dalam hadirnya cahaya

matahari mampu menciptakan energi listrik yang berguna. Pengubahan ini disebut

efek photovoltaic. Bidang riset berhubungan dengan sel surya dikenal sebagai

photovoltaics.Proses konversi energi radiasi cahaya matahari menjadi eneriy listrik

terjadi melalui beberapa tahapan. Tahapan yang pertama electron yang berada pada

lapisan atas panel atau pada lapisan silicon tipe p diberikan energy oleh energy foton

yang dipancarkan oleh matahari sebagai akibatnya electron yang tadinya diam

menjadi bergerak karena mendapatkan energy dari cahaya matahari. Kemudian

electron bergerak melewati junction menuju lapisan silicon tipe n, dari silicon tipe n

electron bergerak menuju bahan penghantar melewati penghatar dari penghantar

melewati beban dan kembali lagi ke silicon tipe p kemudian ke junction dan mengalir

ke silicon tipe p. Siklus ini akan terus berlangsung selama panel mendapatkan cahaya

matahari.

Pada percobaan kali ini, dilakukan percobaan simulasi mengenai hubungan

karakteristik arus-tegangan dan daya-tegangan pada sebuah modul sel surya dengan

menggunakan aplikasi simulink Matlab. Simulink Matlab berguna untuk simulasi

saja. Percobaan dilakukan dengan membuat dua rangkaian dalam Matlab, yaitu





http://id.wikipedia.org/wiki/Photovoltaics

http://id.wikipedia.org/wiki/Listrik

http://id.wikipedia.org/wiki/Energi



http://id.wikipedia.org/wiki/P-n_junction

http://id.wikipedia.org/wiki/Diode

http://id.wikipedia.org/wiki/Semikonduktor

Gambar Modul PV1

Gambar Modul PV2

Pada hasil percobaan pertama yang menggunakan

rangkaian modul PV1, kita mengisikan repeating

sequence stair data pada vector of output values yang

beraturan dimasukkan angka [ 200 400 600 800 1000 ]

dengan sample time 1 dan parameter pada repeating

sequence dengan time values [ 0 1 2 ] & output values

[ - 0.5 25 -0.5 ], didapatkan kurva arus-tegangan (I-V)

dan daya-tegangan (P-V). Untuk karakteristik I-V dimasukkan parameter data x-min=

0, x-max= 25, y-min= 0, y-max= 6, sample time= -1. Untuk karakteristik P-V

dimasukkan parameter data x-min= 0, x-max= 25, y-min= 0, y-max= 100, sample

time= -1. Kemudian untuk konfigurasi parameter dimasukkan data dengan type

variable-step, solver discrete (no continuous states) dan max step size= 0.02. sehingga

diperoleh hasil simulasi kurva karakteristik I-V dan P-V sebagai berikut.

Hubungan tegangan dan arus beraturan

Hubungan daya dan tegangan beraturan

Pada kurva hubungan teganan dan arus (pada kurva V-I) menunjukkan

perbandingan antara teganan dan arus, di mana arus berbanding terbalik dengan



dihasilkan semakin rendah. Hal tersebut dapat kita lihat ketika teganan bernilai 0,

arus yang didapat sekitar 5,5. Sedangkan ketika teganan bernilai 20 arus yang didapat

adalah sekitar 5,2. Kemudian pada kurva P-V menunjukkan perbandingan antara daya

dan tegangan, di mana bahwa daya berbanding terbalik dengan tegangan. Semakin

besar daya yang dihasilkan maka semakin kecil tegangan yang dihasilkan, sebaliknya

semakin besar tegangan maka semakin kecil daya yang dihasilkan. Intensitas cahaya

berpengaruh terhadap arus pada kurva I-V, semakin besar intensitas cahayanya maka

arus yang didapat akan semakin besar pula. Dan pada teganan nilainya berubah

secara logaritmik.


dimasukkan angka [200 300 450 500 1000] dengan sample time 1 dan parameter







dan P-V.

Hubungan tegangan dan arus tak beraturan

Hubungan daya dan tegangan tak beraturan

Pada percobaan data pada vector of output values yang tak beraturan sama

dengan pada percobaan data pada vector of output values yang beraturan. Yang

membedakan hanya isi datanya saja.








min= 0, y-max= 100, sample time= -1. Kemudian untuk konfigurasi parameter

dimasukkan data dengan type variable-step, solver discrete (no continuous states) dan

max step size= 0.02. sehingga diperoleh hasil simulasi kurva karakteristik I-V dan P-

V sebagai berikut.

Hubungan arus dan teganan beraturan

Hubungan daya dan arus beraturan

Pada kurva hubungan arus

dan tegangan (pada kurva I-V) menunjukkan perbandingan antara arus dan tegangan,

di mana arus berbanding terbalik dengan tegangan. Semakin besar nilai arus yang

mengalir menyebabkan nilai tegangan semakin rendah. Sebaliknya jika nilai tegangan

semakin besar maka nilai arus yang dihasilkan semakin rendah. Kemudian pada

kurva hubungan daya dan arus (pada kurva P-I) menunjukkan perbandingan antara

daya dan arus, di mana bahwa daya berbanding lurus dengan arus. Semakin besar

daya yang dihasilkan maka semakin besar pula arus yang dihasilkan, karena pada

kurva mengalami kenaikan.









P-V.

Hubungan arus dan teganan tak beraturan

Hubungan daya dan teganan tak beraturan

Pada kurva di atas memiliki persamaan dengan kurva pada modul PV2 dengan repeating sequence stair data pada vector of output values yang beraturan dimasukkan angka [ 200 400 600 800 1000 ], sedangkan pada kurva di atas diisikan data secara acak yaitu [200 250 650 700 950].

BAB 4

PENUTUP

Kesimpulan:

1. Arus (I) berbanding lurus dengan daya (P).

2. Daya (P) brbanding terbalik dengan tegangan (V).

3. Arus (I) dan tegangan (V) berbanding terbalik.

4. Semakin besar arus (I) maka semakin besar dayanya (P).

5. Semakin besar daya (P) maka semakin kecil tegangannya (V).

6. Semakin kecil daya (P) maka semakin besar tegangannya (V).

7. Grafik I-V menunjukkan bahwa arus keluaran (I) berbanding lurus dengan intensitas cahaya, sedangkan tegangan (V) berubah secara logaritmik

Percobaan 2 DKE

Documents

Transcript of Percobaan 2 DKE