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.