PROSEDUR DAN METODOLOGI Pengembangan

28 Keterangan : 1. Panel surya 2. Battery Control Unit BCU 3. Battery 4. Jaringan setara PLN 5. Beban Dari gambar di atas peran BCU sangat penting dalam modul energi surya. Tanpa adanya BCU energi yang dihasilkan tidak bisa disimpan dalam baterai. Jika BCU tidak digunakan, maka langsung dipasang inverter DC to AC. Adapun sistem BCU yang akan dibuat dapat dilihat dalam Gambar 2. Panel Surya DC to AC Converter Mikrokontroller Baterai Sensor Tegangan, Arus, Temperatur Interface LCD Switch 1 Switch 2 220 Vac sistem PLN Panel Surya Modul Sun Tracer Gambar 2. Blok Diagram Battery Control Unit BCU Pada Gambar 2 dapat dijelaskan bagian tiap blok sebagai berikut : 1. Mikrokontroller : sebagai kendali utama pada sistem BCU yang mengolah data dan mengirimkan data dari ke modul sun tracer, menampilkan data baterai ke LCD, membaca data baterai arus, tegangan, temperatur 2. Interface : mengolah sinyal output sensor supaya bisa dibaca oleh mikrokontroler. 3. Perangkat sensor : membaca data baterai selama proses charge dan discharge 29 4. Modul sun tracer dan MPPT : menentukan lokasi dari panel surya agar menangkap sinar matahari yang optimal dan memaksimalkan daya output. 5. Inverter DC to AC : mengubah tegangan dc 12 V ke tegangan AC 220 V 6. Switch 1 : mengatur input dari inverter DC to AC. Jika siang hari sumber dari panel surya dan jika malam hari sumber dari baterai. 7. Switch 2 : pada saat charge proses maka switch 1 akan on. Sebelum dilakukan pembuatan Battery Control Unit BCU seperti gambar 2 di atas, beberapa tahapan, sasaran, luaran dan metoda yang dilakukan adalah seperti dijelaskan pada tabel 1 berikut: 30 Tabel 1. Tahapan, Sasaran, Luaran, dan Metodologi NO . TAHAPAN SASARAN LUARAN METODOLOGI 1 Perencanaa n dan perancanga n alat Diperoleh literatur tentang karakteristik dari komponen yang diinginkan dan rangkaian yang akan digunakan Prototype BCU 50 Watt Publikasi Ilmiah 1 paper Browsing internet 2 Pembuatan dan pengujian alat Mendapatkan komponen- komponen yang diperlukan dalam pembuatan sistem Prototype BCU 50-500 W Prototype Sun tracking Publikasi ilmiah 1 paper Melakukan simulasi rangkaian, Pemasangan komponen sesuai dengan rangkaian, melakukan pengujian akhir 31 III. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN III.1 Uraian Teknis Kegiatan Laporan ini memuat kegiatan penelitian tentang pemanfaatan energi surya sebagai energi alternatif yang hingga saat ini masih dirasa kurang optimal, padahal potensi pemanfaatannya cukup besar. Hal ini dikarenakan untuk membangun sistem pembangkit listrik bersumber matahari masih menemui kendala pada besarnya biaya yang diperlukan. Salah satu faktor yang mempengaruhi adalah masih cukup mahalnya Battery Control Unit BCU yang merupakan bagian penting dari sistem pembangkit listrik tenaga surya PLTS. Meskipun dipasaran banyak dijumpai sistem BCU, namun kulitasnya masih kurang baik atau untuk keperluan daya rendah. Untuk mengatasi masalah tersebut, maka pada penelitian ini akan dikembangkan sistem BCU yang mempunyai nilai ekonomis yang tinggi, memiliki fitur monitoring kondisi battery, inverter DC to AC dan modul daya optimal. BCU yang dibuat ini memiliki beberapa keunggulan dibandingkan dengan BCU yang sudah ada yaitu terintegrasinya modul inverter DC to AC, Battery Storage and Control, dan Maximum Power Point Tracking MPPT. Keberadaan sistem Pembangkit Listrik Tenaga Surya PLTS dirasakan masih kurang bila mengingat tingginya kebutuhan listrik pada saat ini. Salah satu faktor yang mempengaruhi pembangunan energi surya adalah mahalnya Battery Control Unit BCU. Untuk menghemat biaya pemasangan energi surya biasanya BCU tidak dipasang padahal BCU digunakan sebagai alat untuk mengatur penyimpanan energi listrik yang dihasilkan sel surya pada baterai disamping juga berfungsi sebagai antar muka ke beban. Agar penerapan energi surya bisa menekan besarnya anggaran biaya dan dapat dioptimalkan khususnya di daerah- daerah terpencil yang belum mendapatkan pasokan listrik, maka dalam kegiatan ini dilakukan untuk membuat sistem BCU yang memiliki aplikasi monitoring keadaan baterai, inverter DC to AC dan modul sun tracker dan MPPT. Modul sun tracker digunakan untuk mendapatkan hasil keluaran energi surya yang optimal. BCU yang akan dihasilkan diharapkan memiliki harga yang relatif rendah sehingga pemanfaatan energi surya dapat dilakukan secara optimal. 32 III.2 Perancangan Sistem Baterai merupakan perangkat yang digunakan untuk menyimpan energi listrik dan merupakan salah satu komponen penting pada PLTS. Perangkat ini berfungsi agar PLTS dapat bekerja dengan stabil pada berbagai kondisi cuaca dan saat malam hari. Pada pemakaian normal, baterai digunakan pada saat malam hari atau saat cuaca dimana sinar matahari kurang. Bila terjadi kondisi beban yang berlebih pada siang hari, baterai dapat digunakan untuk menambah daya yang dihasilkan panel surya agar memenuhi permintaan beban. Perancangan sistem secara keseluruhan dapat dilihat pada Gambar 2. Mikrokontroler berfungsi sebagai kendali utama pada sistem BCU yang mengolah data dan mengirimkan data dari ke modul sun tracer, menampilkan data baterai ke LCD, dan membaca data baterai arus, tegangan, temperatur. Kemudian interface akan mengolah sinyal output sensor supaya bisa dibaca oleh mikrokontroler. Perangkat sensor membaca data baterai selama proses charge dan discharge. Modul MPPT dan sun tracer kemudian menentukan lokasi dari panel surya agar menangkap sinar matahari yang optimal dan memaksimalkan daya output. Selanjutnya DC to AC converter inverter akan mengubah tegangan dc dari baterai ke tegangan jala-jala. Secara garis besar, pelaksanaan perancangan sistem BCU diprioritaskan mulai dari perangkat bagian charger atau pengisi, perancangan sun tracer, perancangan inverter dan monitoring sistem. Pada awal tahun penelitian ini difokuskan pada bagian charger dengan menggunakan MPPT. Apabila panel surya beroperasi pada titik Maximum Power Point MPP, makan daya maksimal dapat dihasilkan dari panel. Pengoperasian panel surya di luar titik tersebut akan mengurangi pemanfaatan daya yang tersedia sekaligus akan mengurangi efisiensi. Pelacakan titik MPP pada teganganarus panel surya disebut dengan Maximum Power Point Tracking. Dalam tahapan ini kegiatan dititikberatkan pada metoda pengisian baterai dari panel surya dengan menggunakan kontrol charger yang menggunakan MPPT. Charger ini berfungsi sebagai kontrol untuk mengekstrak daya maksimal panel surya supaya berada pada daerah operasi MPP, mengontrol proses pengisian agar baterai lebih tahan lama, melindungi baterai dari over-charging dan under- charging, serta melindungi dari pemakaian yang overload.