Program Aliran Daya Untuk Analisis Sistem Distribusi Dengan Penambahan Photovoltaic Model
No.1 Vol: 1 September 2012
ISSN : 2302-2949
Program Aliran Daya Untuk Analisis Sistem Distribusi Dengan
Penambahan Photovoltaic Model
Syafii, dan Ricky Maulana
Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Andalas
ABSTRAK
Perkembangan teknologi yang semakin pesat memicu kebutuhan akan energi, terutama energi listrik.
Kondisi tersebut mengindikasikan bahwa listrik telah menjadi bagian yang sangat penting bagi umat
manusia. Di negara berkembang seperti Indonesia, idealnya pertumbuhan listrik 2-2,5 kali lipat
dibandingkan pertumbuhan ekonomi. Kenyataannya, saat ini pertumbuhan listrik per tahun hanya 7-8
persen. Penambahan pembangkit dengan energi yang dapat terbarukan menjadi salah satu solusi untuk
mengatasi kebutuhan akan listrik. Seperti dengan penambahan pembangkit listrik dengan tenaga matahari
atau photovoltaic. Dalam artikel ini, perhitungan aliran daya menggunakan metoda fast decoupled dengan
model photvltaic yang terhubung ke jaringan distribusi. Program aliran daya dibangun menggunakan
Microsoft visual studio 2010 dengan Bahasa Pemograman C++.Penambahan variasi jumlah dan ukuran
photvoltaic pada sistem distribusi akan mengurangi rugi-rugi daya dan jatuh tegangan.
Kata Kunci :Kebutuhan listrik, Photovltaic, Microsoft visual studio 2010, Rugi-rugi daya, Jatuh tegangan
array dalamperhitungan aliran daya.MengetahuiI. PENDAHULUAN
rugi-rugi daya dan profil tegangan sistem tenaga listrik, setelah penambahan photovoltaic array Penambahan pembangkit dengan energi dengan variasi radiasi matahari (G) dan suhu yang dapat terbarukan menjadi salah satu solusi lingkungan (T) dalam satu hari. untuk mengatasi kebutuhan akan listrik. Energi ramah lingkungan adalah suatu istilah yang
II. TINJAUAN PUSTAKA
menjelaskan apa yang dianggap sebagai sumber energi dan tenaga yang ramah terhadap Aliran daya menyatakan aliran daya aktif lingkungan. Khususnya, istilah ini merujuk ke atau reaktif dari satu atau lebih sumber daya ke sumber-sumber energi yang dapat diperbaharui beban melalui jaringan listrik.Studi aliran daya
[1]
dan tidak mencemari lingkungan .Seperti dilakukan pada sistem yang berada pada keadaan
steady state dengan penambahan pembangkit listrik dengan dengan fasa yang seimbang.
tenaga matahari atau photovoltaic.Photovoltaic Keterangan utama yang diperoleh dari
(PV) dapat secara langsung mengubah cahaya
matahari menjadi listrik.Perangkat dasar dari studi aliran beban adalah besar dan sudut fase tegangan pada setiap bus beserta daya aktif dan sebuah sistem PV adalah PV cell. Cells dapat
[2] reaktif yang mengalir pada setiap saluran.
digabungkan menjadi bentuk panel dan arrays .
[3]
Studi aliran daya berguna untuk : Penambahan photovoltaic array ini akan
1. Perencanaan dan pengembangan jaringan mempengaruhi parameter-parameter listrik listrik studi aliran daya memberikan seperti tegangan, daya dan rugi-rugi saluran. informasi tentang akibat terjadinya
Untuk itu, diperlukan studi aliran daya untuk pembebanan beban baru, penambahan mengetahui pengaruh penambahan pembangkitan baru, penambahan saluran
photovoltaic
modelyang terhubung ke bus beban / transmisi, interkoneksi dengan sistem lain, PQ bus, dan berasal dari pengembangan radiasi dan sebagainya. matahari dan suhu lingkungan.
2. Penentuan pembebanan terhadap peralatan sistem listrik seperti saluran transmisi dan Tujuan utama dari penulisan artikel ini transformator pada kondisi sekarang atau adalah Mengintegrasikan model photovoltaic di masa depan. No.1 Vol: 1 September 2012
ISSN : 2302-2949
Oleh karena itu, dapat mengikuti ketentuan yang telah dibuat, yaitu:
Umumnya : Tahanan sistem <<< rektansi sistem → |G|
[4] .
Metode fast decoupled adalah kulminasi dari usaha – usaha untuk menyederhanakan implementasi sekaligus memperbaiki efisiensi perhitungan metode Newton – Raphson yang walaupun terkenal memiliki konvergensi yang kuadratis namun terlalu banyak memakan tempat dan waktu
Pada sistem multi-bus, penyelesaian aliran daya dengan metode Persamaan aliran daya. Metode yang digunakan pada umumnya dalam penyelesaian aliran daya, salah satunya adalah Fast Decoupled.
5. Daya reaktif dari peralatan kompensasi kapasitif shunt dilokasi bus adalah positif.
4. P dan Q bus generator bersifat kapasitif (bus dengan generator sedang beroperasi faktro daya leading).
3. P dan Q bus generator bersifat induktif (bus dengan generator sedang beroperasi pada faktor daya lagging) adalah kedua bernilai positif ( S= P jQ ).
leading ) adalah negative dan positif berturut-turut ( S = - P + jQ ).
2. P dan Q dengan bus beban bersifat kapasitif (bus beban dengan faktor daya
Lagging ) bernilai negatif ( S = - P – jQ ).
1. P dan Q dengan bus beban bersifat induktif ( bus beban dengan faktor daya
. Besaran yang dapat dihitung dari bus ini adalah daya aktif dan reaktif. Salah satu yang harus diingat dalam analisa aliran daya adalah tanda daya nyata (P) dan daya reaktif (Q).Daya reaktif lagging adalah daya reaktif positif menunjukkan arusnya bersifat induktif dan daya reaktif leading adalah daya negative menunjukkan arusnya bersifat kapasitif dan arus bus positif adalah arus yang arahnya menuju bus.Dikarenakan aliran arus generator menuju bus dan aliran arus beban meninggalkan bus, sehingga tanda daya adalah positif untuk bus generator dan negatif untuk bus beban.
3. Penentuan kondisi operasi terbaik sistem tenaga listrik
δ
atau rel berayun. Adapun besaran yang diketahui dari bus ini adalah tegangan (V) dan sudut beban ( δ ) Suatu sistem tenaga biasanya didesign memiliki bus ini yang dijadikan referensi yaitu besaran
3. Slack bus (Bus Berayun atau Swing bus) Slack bus sering juga disebut dengan Swing bus
pada bus dibuat selalu konstan. Setiap bus generator dimana memiliki daya megawatt yang dapat diatur melalui prime mover (penggerak mula) dan besaran tegangan yang dapat diatur melalui arus eksitasi generator sehingga bus ini sering juga disebut dengan PV bus.
voltage controlled bus karena tegangan
dapat disebut dengan
2. Bus Generator (Generator Bus) Generator bus
Setiap bus yang tidak memiliki generator disebut dengan load bus. Pada bus ini daya aktif (P) dan daya reaktif (Q) diketahui sehingga sering juga disebut bus PQ. Daya aktif dan reaktif yang disuplai ke dalam sistem tenaga adalah mempunyai nilai positif, sementara daya aktif dan reaktif yang dikonsumsi bernilai negatif.
1. Bus Beban (Load Bus)
Tipe bus yang digunakan dalam studi aliran daya:
Data yang diperlukan dalam perhitungan aliran daya adalah admitansi atau impendansi bus, rating dan impendansi transformator, rating kapasitor shunt, dan setelan sadapan transformator.Kondisi kerja harus selalu ditetapkan untuk setiap studi, kecuali pada salah satu bus, daya bersih (net) yang memasuki jaringan pada setiap harus ditentukan.Daya yang diserap oleh suatu beban adalah masukan daya negatif yang masuk melalui interkoneksi.
4. Memberikan data masukan bagi perhitungan gangguan dan studi stabilitas.
<< |B|→ Y = G + jB Sudut tegangan (δ) cukup kecil sehingga cos δ ≈ 1 dan sin δ ≈ 0 Sehingga dari persamaan Newton – Raphson Diagonal : ( )
2 pq pq pq pq
ISSN : 2302-2949
2012
(1) J
3 dapat diabaikan
njadi
(2)
(3) persamaan dapat i (decoupled) dalam n δ dan Q dengan |V|. n ini memberikan paruhnya auh lebih sederhana 2 kali lipat bih lanjut adalah g sama untuk semua amaan fast decoupled
= semua admit (termasuk line charging nominal, kapasitas yang lain – lain). Ukuran matrik :
sh
Y
'' '' p pq sh p p q B Y B
Diagonal : ( )
' ' p pp pq q B B
Unsur – unsur [B”] imaginer matrik [-Y
bus
] Luar diagonal ;
''
2
1 P J
V
No.1 Vol: 1 September 2012 1 2
3 4 J J P
V J J Q
V δ
Maka submatriks J
2 dan J
sehingga persamaannya menja
δ
4 V Q J
X B r x
Dengan penguraian keuntungan :
, tap trafo di luar ng terpasang di shunt, dan → semua bus kecuali slack
ging
(9) itansi shunt di bus p
'' pq B
(8)
(7) ”] merupakan komponen
Disini terlihat p diselesaikan secara terurai ( bentuk hubungan P dengan δ da
- kebutuhan memori jadi separ
- teknik pemograman jadi jauh l
- kecepatan hitung bisa jadi 2 k
(6)
Penyederhanaan lebih penggunaan Jacobian yang s iterasi. Bentuk umum persam adalah
fast decoupled :
Dimana unsur – unsur dari pendekatan – penyederhanaan yang memperbaiki keandalan dan k
V V
Q B
''
V δ
' P B
PV)→ hanya PQ bus saja
setting trafo di luar nom
V)
dapat secara langsung matahari menjadi dari sebuah sistem PV
ls dapat dikelompokan
l dan arrays. Arus dan ilakan oleh terminal PV sung untuk beban kecil
Aplikasi yang rumit rter elektronik untuk
V [2] .
isik Dari Sebuah PV cell. pada dasarnya terdiri atas
p-n junction yang terkena ic dibuat dari beberapa
n jenis manufaktur yang ng dapat ditemukan hanya upa monocrystalline dan kat PV bergantung pada um dari radiasi lah sumber cahaya yang at dibandingkan dengan mendekati yang 6000
a) menghilangkan dari [B reaktansi shunt seperti kapasitansi transmisi
] =
Gambar 1. Struktur Fisi
(5) ur matrik B diperoleh pendekatan dan ternyata sangat n konvergensi metode [B’] unsur – unsur rti yang berasal dari i dan reaktansi tap nominal. ri [B”] pengaruh ang dihasilkan oleh
(4)
B’→ (N-1) x (N - 1) → s B”→ (N-1- PV) x(N-1-PV
Photovoltaic (PV)
mengubah cahaya listrik.Perangkat dasar da adalah PV cell.Cells menjadi bentuk panel d tegangan yang dihasilak dapat digunakan langsun seperti motor DC. A memerlukan konverter mengolah listrik dari PV [2 No.1 Vol: 1 September 2012 2012
Sel photovoltaic pa diode semikonduktor p-n cahaya.Sel photovoltaic semikonduktor dengan j berbeda.Dipasaran yang Sel-sel silikon berupa polycrystalline.
Efisiensi perangka distribusi spectrum matahari.Matahari adalah spektrum radiasi dapat spectrum benda hitam
X
1 pq pq B
'
c) Mendapatkan unsur – uns dari suseptansi dari reak Sehingga unsur – unsur [B’] = Luar diagonal :
b) Menghilangkan dari pemutaran sudut yang pemutar fasa.
- – unsur [B’] langsung eaktansi jaringan.
ISSN : 2302-2949
K.Bendahitam menyerap da dan memancarkan Persamaan teori dasa dasar dari semikonduktor radiasi elektromagnetik semua panjang bahwa secara matemati atis menjelaskan tentang gelombang.Teori distribusi pa i panjang gelombang karakteristik I-V dari sel P el PV yang ideal adalah dari radiasi benda hitam secara matematis
q V
(10)
dijelaskan oleh hukum Planck nck, yang menetapkan
I I p v cell cell . 0 , I [exp xp 1] a kT
hubungan dan saling keterg ergantungan panjang
I I I (11)
gelombang (atau frekuensi), s ), suhu dan distribusi pv cell . d spektrum dari benda a hitam.Gambar.2 menunjukkan distribusi spek pektrum dari radiasi
Dimana: benda hitamdibandingkan n dengan radiasi I pv,cel l = arus yang dihasil silkan oleh cahaya datang matahari di luar angkasa dan da n daratan.
(berbanding lurus urus dengan penyinaran Matahari)
I = persamaan Shock hockley diode
d
I = saturasi terbalik lik atau arus bocor dari
0,cell
diode −
19
q = muatan elekron ( on (1.60217646 × 10
C) k = konstanta Bolt oltzmann (1.3806503 × −
23
10 J/K)
T = temperatur dari p ri p–n junction (Kelvin)
A = konstanta ideal di l dioda
Gambar 2. Pendistribusian an spektrum radiasi
benda hitam dan radiasi Mata atahari di ruang luar Gambar.3 menunjukk ukkan rangkaian ekuivalen angkasa (AM0) dan di pe permukaan Bumi dari sel PV yang i ng ideal.Dan Gambar
4 (AM1.5) 5) menunjukan kurva I-V da dari persamaan (9) dan
(10). PV pada umumnya men engacu pada standar distribusi spektrum.Dengan st n standar radiasi yaitu langsung tegak lurus terh terhadap permukaan Matahari.Radiasi difusi adalah radiasi dipengaruhi oleh uap atmosf osfer dan refleksi di permukaan Bumi. Standar AM AM1.5 didefinisikan
o
untuk PV yang permukaanny nnya miring pada 37
Gambar 4. Model dioda oda tungggal dari sel PV menghadap sinar Matahari.
teoritis dan rangkaian ek n ekivalenPV termasuk seri dan resistens tensi paralel.
Photovoltaic cell dip dipasang seri atau
parallel untuk meningkatkan kan produksi arus atau
odule,
tegangan.Photovoltaic modul terdiri dari
photovoltaic cells yang di dilindungi didalam
laminasi industry.Photovoltaic taic panel, terdiri dari lebih dari satu photovoltaic m module dan dipasang
Gambar 5.
sebagai unit pemasangan lapa lapangan.Photovoltaic kurva dari K i Karakteristik I-V sel PV.
array, merupakan unit lengkap sebagai Arus bersih sel (I) adala dalahterdiri dari arus (I PV )
[4] pembangkit . yang dibangkitkan cahay haya dan arus dioda (I ). dPersamaan dasar (9) da ) dari dasar sel PV tidak menggambarkan karak rakteristik I-V dari PVarray.Array tersusun un dari beberapa sel PV yang terhubung dan kara rakteristik di terminal PV array memerlukan param rameter tambahan untuk dasar persamaan.
Gambar 3. Photovoltaiccell ell , modul, panel, dan , m
V R R I s s s (12) V R I array
I I P V I exp
1 V a a R t P
No.1 Vol: 1 September 2012 2012
ISSN : 2302-2949
Sel dihubungkan secara pa paralel meningkatkan
III. METODA PENEL ELITIAN
arus dan sel-sel dihubung ungkan dalam seri memberikan tegangan output put yang lebih besar.
Sistem distribusi i listrik yang digunakan Jika array terdiri dari Np yang ang hubungan paralel adalah sistem yang dioper operasikan oleh Companhia dari sel PV dan arus saturas rasi dapat dinyatakan
[6] Energética de Minas Ger erais (CEMIG), Brazil .
sebagai I = I N p,
I = I N p pada pv pv,cell 0,cell
Sistem distribusi ini ad adalah sistem radial dan persamaan (11). Persamaan n ini yang memulai terdiri atas 37 bus deng dengan total beban adalah kurva I-V pada gambar 5 5 dimana tiga titik 2,298 MVA, dan topolog loginya dapat dilihat pada bertanda adalah: short circ circuit (0, I ), MPP
SC gambar dibawah ini.
(V mp ,I mp ), dan open circuit (V (V OC O ,0).
Gambar 6.
Kurva karakte kteristik I-V dari praktikal PV dan titk bertanda nda: short circuit(0, I ), MPP (V ,I ), dan ope open circuit (V ,0).
SC mp mp OC Gambar 7. Topologi siste istem distribusi yang diuji.
Cahaya yang menghasilka kan Arus dari sel PV Data sistem yang di digunakan, dapat dilihat sangat tergantung pada radia diasi linear matahari pada lampiran A. Dan, an, beban harian, dapat dan juga dipengaruhi oleh s suhu sesuai dengan dilihat pada grafik dibawa wah ini.
[2]
persamaan berikut :
1,2 G
(13)
I ( P V P V n I K T ) , I
1 G n n n a b
0,8 e
Dimana:
B
I (A) = cahaya yang meng enghasilkan arus pada
PV,n se
0,6 o ta
kondisi nominal ( l (biasanya 25 C and
n
2 e
0,4
1000 W/m )
rs e
∆T = T - Tn (T dan Tn sebag bagai suhu aktual dan
P 0,2
nominal (Kelvin)) ))
2 G = iradiasi pada permukaa aan perangkat(W/m ) Gn = nominal iradiasi.
1
3
5 7 9 11 11 13 15 17 19 21 23 Waktu (jam) Waktu (jam) Gambar 8. .
Beban Harian. Be Persamaan daya aktif dari dari Photovoltaic dapat ditulis sebagai berikut:
Daya aktif (P) ) yang ditambahkan ke sistem distribusi, berupa pa daya aktif maksimum
V R I s s V R I
(14)
P V I I exp
1
1 PV (MPP) photovoltaic ya yang diasumsikan telah
V a R t P
melewati converter DC/ C/ inverter dan terhubung secara paralel terhadap sis p sistem distribusi. Turunan dari tegangan n adalah nol, saat maksimum power point (MP PP), hasilnya Vmpp
Dalam pengujian jian ada 3 jenis variasi dan Impp dapat diselesaik aikan menggunakan penambahan photovolta oltaic array ke sistem persamaan (2.11) dan (2.13). S ). Sehingga daya aktif distribusi, yaitu :
[5] maksimum (P MPP ) dapat ditent entukan .
a. Variasi letak photo photovoltaic array
dP
(15) Pengujian dilakuka ukan dengan variasi letak | MPP
dV photovoltaic array ay .Dengan penempatan di .D bus 35, bus 17 dan bu dan bus 2. No.1 Vol: 1 September 2012
ISSN : 2302-2949
25
Gambar 10. Grafik daya output photovoltaic dengan jenis manufacture bebeda.
Daya aktif hasil keluaran dengan variasi jumlah modul dengan photovoltaic yang digunakan sama yaitu PV1. Jumlah modul-nya adalah 500, 1000 dan 1500. Daya aktif maksimum dari modul yang berjumlah 500 sebesar 89,77 KW, untuk modul yang berjumlah 1000 sebesar 179,53 KW, dan modul yang berjumlah 1500 sebesar 269,30 KW. Perbandingan daya aktif dalam satu hari dengan
5
10
15
20
30 200 400 600 800 1000
photovoltaic dengan variasi jenis manufacturephotovoltaic berbeda dan jumlah modul ditambahkan sama. Dengan ukuran photovoltaic PV1>PV3>PV2. Data sheet photovoltaic dapat dilihat pada Lampiran B.
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 G (W /m 2 )
Waktu (Jam) G T
20
40
60
80 100 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23
D a y a o u tp u t (K W ) Waktu (jam)
Daya aktif maksimum yang dikeluarkan dari masing-masing modul berbeda, untuk PV1 sebesar 89,77 KW, PV2 sebesar 78,02 KW dan PV3 sebesar 81,82 KW. Perbandingan daya aktif dalam satu hari dengan jenis photovoltaic berbeda dapat dilihat pada grafik berikut :
Daya aktif hasil keluaran
b. Variasi jumlah modul Pengujiandilakukandenganvariasi jumlah modul photovoltaic array sebanyak 500, 1000 dan 1500 modul yang terhubung ke bus 35.
dilihat pengaruhnya penambahan photovoltaic model terhadap sebuah sistem distribusi radial.
c. Variasi jenis photovoltaic Pengujian dilakukan dengan variasi jenis produk photovoltaic modul yang digunakan, dengan variasi daya aktif
photovoltaic
PV1>PV2>PV3.Jumlah yang digunakan sebanyak 500 modul dan terhubung ke bus 35. Daya aktif
photovoltaic
bergantung terhadap radiasi matahari (G) dan suhu lingkungan (T). Nilai dari parameter ini diperoleh dari kurva radiasi dan temperature seperti pada gambar 4.5.
Program aliran daya menggunakan metoda fast decoupled, dengan konvergen iterasi 0.00001, dan bahasa pemograman yang digunakan adalah bahasa C++.
Gambar 9.
Kurva radiasi, dan temperatur.
Program aliran daya dijalankan dalam dua kondisi untuk sistem distribusi ini.Pertama, program dijalankan sebelum ditambahkan
photovoltaic array .Dan kedua, program
dijalankan setelah ditambahkan photovoltaic array dengan berbagai macam kondisi.
Pada pengujian ini, aliran daya sistem distribusi listrik 37 bus dijalankan tanpa penambahan photovoltaic array, dengan mengunakan beban selama satu hari. Beban puncak daya aktif yaitu pada jam 10.00 dengan total sebesar 1,958 MW, dan rugi-rugi daya sebesar 19,59 KW. Untuk jatuh tegangan paling besar, selalu terjadi pada bus 37 dan 36, karena berada di ujung saluran dengan panjang saluran yang sama.
Program aliran daya dijalankan dengan menambahkan
photovoltaic array
dengan berbagai macam variasi pengujian.Data hasil menjalankan program aliran daya seperti rugi- rugi daya dan jatuh tegangan, dibandingkan dengan data yang didapat sebelum penambahan
photovoltaic .Dari perbandingan tersebut dapat
PV1 PV2 PV3
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
No.1 Vol: 1 September 2012
ISSN : 2302-2949
jumlah modul berbedadapat dilihat pada grafik
20,00
berikut:
) 15,00
W 300
(K i g 250
10,00 ) ru W i-
200 g (K f ru
5,00 ti
150 k a a
100 y
0,00 a D
50 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 tanpa Pv bus 35
Waktu (jam)
1
3
5 7 9 11 13 15 17 19 21 23
(b)
Waktu (jam) 20,00 500 modul 1000 modul 1500 modul
15,00 )
Gambar 11. Grafik daya keluaran photovoltaic W K dengan modul berbeda. s( 10,00 se Lo
Dari seluruh variasi yang digunakan, pada
5,00
jam 1.00 sampai jam 5.00 dan jam 20.00 sampai jam 24.00, daya keluarannya adalah nol. Radiasi
0,00
matahari pada jam tersebut adalah nol, yang
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 mengakibatkan daya keluaran juga menjadi nol.
Radiasi matahari berperan penting dalam
Waktu(jam)
keluaran daya aktif sehingga grafik radiasi
tanpa Pv PV1 PV2 PV3
matahari identik dengan seluruh grafik daya aktif keluaran photovoltaic berbagai variasi. (c) Hasil aliran daya setelah penambahan Gambar 12.
Grafik rugi-rugi daya.
photovoltaic untuk rugi-rugi daya dalam satu hari (a) Variasi jumlah photovoltaic.
dengan varaisi cara penambahan photovoltaic (b) Variasi letak photovoltaic dapat dilihat pada gambar dibawah ini :
(c) Variasi jenis photovoltaic. Penambahan photovoltaic mengurangi
20,00
rugi-rugi daya pada sistem distribusi.Penurunan
18,00 16,00
total rugi-rugi daya bergantung dengan daya
) 14,00
W
keluaran photovoltaic dan posisi yang tepat
(K 12,00 i
untuk peletakan photovoltaic.Pada gambar 12(a)
g 10,00 ru
dapat dilihat penurunan rugi-rugi daya terbesar
8,00 i- g
saat jumlah photovoltaic yang digunakan sangat
6,00 ru 4,00 banyak, dengan daya keluaran juga sangat besar.
2,00
Pada gambar 12(b) dapat dilihat penurunan rugi-
0,00
rugi daya terbesar dengan memposisikan
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 photovoltaic di ujung jaringan, dimana rugi-rugi waktu (jam)
dayanya paling besar. Indek kondisi dari rugi-
tanpa PV 500 modul
rugi daya aktif setelah penambahan photovoltaic
1000 modul 1500 modul
dapat ditulis sebagai berikut: (a)
Total rugi-rugi daya dengan penambahan photovoltaic L p
1 photovoltaic
Total rugi-rugi daya tanpa penambahan No.1 Vol: 1 September 2012
ISSN : 2302-2949
Indeks kondisi rugi-rugi daya aktif dengan Saat matahari terbenam indeks Lp dalam berbagai variasi, dapat dilihat pada grafik semua variasi menjadi nol dan daya aktif berikut:
photovoltaic tidak ada selama matahari
terbenam. Dari grafik variasi jumlah modul
photovoltaic , indeks tertinggi untuk jumlah modul 1500 adalah 0,252.Untuk jumlah modul 0,30000
1000, indeks tertinggi yaitu 0,175.Dan untuk
0,25000 jumlah modul 500, indeks tertinggi yaitu 0,091. 0,20000
Untuk grafik variasi jenis photovoltaic
Lp 0,15000
dengan ukuran PV1>PV3>PV2, didapatkan
0,10000
indeks yang hampir sama, namun tetap ukuran
photovoltaic menjadi pembeda indeks rugi-rugi 0,05000
daya aktif. Untuk grafik letak photovoltaic, nilai
0,00000
indeks rugi-rugi daya tertitingi saat photovoltaic
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23
diletakan pada ujung sistem distribusi (bus 35) yaitu 0,091.Saat diletakan pada tengah sistem
waktu (jam)
distribusi (bus 17), nilai indeks rugi-rugi daya
500 modul 1000 modul 1500 modul
tertinggi adalah 0,062.Dan saat diletakan pada pangkal sistem distribusi (bus 2), indeks rugi- (a) rugi daya aktif tertinggi yaitu 0,011. Dari seluruh
0,10000
indek rugi-rugi daya aktif tertinggi terjadi pada
0,08000
jam 13.00, saat radiasi matahari tertinggi yaitu
2 0,06000 850 W/m .
Lp 0,04000
Setelah photovoltaic ditambahkan pada
0,02000
saluran distribusi, tegangan yang didapatkan
0,00000 pada setiap bus meningkat.Peningkatan tegangan
hanya terjadi pada saat adanya radiasi
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23
matahari.Dan saat matahari terbenam, tidak ada
waktu (jam)
peningkatan tegangan pada setiap bus. Untuk
bus 35 bus 17 bus 2
lebih lanjut dapat dilihat profil tegangan bus 37 setelah penambahan photovoltaic dalam berbagai (b) variasi, pada gambar dibawah ini:
0,10000 0,99500 0,08000
) U 0,06000
(P 0,99000 n Lp a
0,04000 g n a
0,98500 g
0,02000 e T
0,00000 0,98000 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 waktu (jam) waktu(jam)
PV1 PV2 PV3 tanpa PV 500 modul 1000 modul 1500 modul
(c) (a) Gambar 13. Grafik indeks rugi-rugi daya aktif .
(a) Variasi jumlah photovoltaic.
(b) Variasi letak photovoltaic (c) Variasi jenis photovoltaic. No.1 Vol: 1 September 2012
ISSN : 2302-2949 0,99500
1,003000 ) U
1,002000 0,99000 (P n a
1,001000 lv g n a
0,98500 g e
1,000000 T
0,999000 0,98000 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23
500 modul waktu(jam) 1000 modul waktu(jam) tanpa PV bus 35 bus 17 bus 2
(a) (b)
1,0008 0,99500 1,0006
) U 0,99000 1,0004
(P n a g 1,0002 lv n a
0,98500 g
1 e T
0,9998 0,98000 0,9996 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 waktu(jam) tanpa PV PV1 PV2 PV3 bus 35 bus 17 bus 2 waktu(jam)
(c) (b) Gambar 4.10 Profil tegangan pada bus 37.
1,001 (a) Variasi jumlah photovoltaic.
(b) Variasi letak photovoltaic
1,0005 (c) Variasi jenis photovoltaic. lv
1 Tegangan pada bus 37 mengalami jatuh
tegangan paling besar, sehingga profile tegangan bus ini yang ditampilkan. Sebelum penambahan 0,9995
photovoltaic , tegangan yang diterima paling kecil 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 oleh bus 37 yaitu 0,98442 pu pada jam 10.00.
PV1 PV2 PV3
waktu(jam)
Setelah penambahan photovoltaic , terjadi peningkatan tegangan.Karena photovoltaic dapat (c) menyediakan daya aktif ke beban, sehingga
Gambar 14
Indeks peningkatan tegangan pada membantu menurunkan arus sepanjang jaringan bus 37. distribusi. Indeks kondisi dari peningkatan (a) Variasi jumlah photovoltaic. tegangan dapat ditulis sebgai berikut :
(b) Variasi letak photovoltaic (c) Variasi jenis photovoltaic.
|Tegangan dengan penambahan photovoltaic | L V max
|Tegangan tanpa penambahan photovoltaic |
Dari indeks peningkatan tegangan gambar 14(a), dapat dilihat bahwa peningkatan Indeks peningkatan tegangan pada bus tertinggi saat jumlah modulphotovoltaic 1500
37 dengan berbagai varaisi, dapat dilihat pada dengan indeksnya adalah 1,001917 pada jam gambar berikut :
13.00. Daya aktif yang dikeluarkan semakin tinggi sesuai dengan jumlah modul yang digunakan, sehingga peningkatan tegangan semakin besar pada ujung jaringan distribusi. No.1 Vol: 1 September 2012
ISSN : 2302-2949
Padang : Jurusan Teknik Elektro Universitas Andalas. [4] Installing Photovoltaic system .1999:
Ricky Maulana, menamatkan S1 di jurusan Teknik Elektro Universitas Andalas(UNAND) tahun 2012. Saat ini penulis sedang menjalankan S2di Teknik Elektro Universitas Andalas.
Biodata Penulis Syafii, menamatkan S1 di Jurusan Teknik Elektro Universitas Sumatra Utara (USU) tahun
1997. Pendidikan S2 bidang Energi Elektrik diselesaikan di Institute Teknologi Bandung (ITB) tahun
2002. Pendidikan S3 di Electrical power system Eng, UTM tahun 2011. Saat ini penulis terdaftar
sebagai dosen Teknik Elektro Universitas Andalas Padang. Minat penelitian komputasi sistem tenaga
dan pembangkit energy terbarukan/30/20/462449/tertundanya-proyek-listrik- bisa-berdampak-signifikan. Diakses tanggal 4-3-2012. Jam 21.20 wib
[9] http://economy.okezone.com/read/2011/05
/30/20/462449/tertundanya-proyek-listrik- bisa-berdampak-signifikan. Diakses tanggal 4-3-2012. Jam 21.20 wib
New york: John Wiley and Sons, INC. [8] http://economy.okezone.com/read/2011/05
Control 2 nd Edition”.
1996.” Power Generation, Operation and
Jam 22.05 wib.. [7] Wood, Allen J. dan Bruce F. Wollenberg.
IEEE International Conference on Power and energy: Malaysia. [6] http://id.wikipedia.org/wiki/Energi_ramah _lingkungan. Diakses tanggal 27-01-2012.
Photovoltaic and Wind Energies Connected to Unbalanced Distribution Systems.
Akher. 2010. “Analysis of Hybird
Florida Solar Energy Center [5] Mahmoud, Karar dan Mamdouh Abdel-
Pengaruh Penambahan Pltu Teluk Sirih 100 MW Pada Sistem Interkoneksi Sumatera”.
Dari gambar 14(b) dapat dilihat bahwa posisi pemasangan photovoltaic array, juga menentukan peningkatan tegangan pada jaringan distribusi. Pada Pemasangan photovoltaicarray pada pangkal saluran, peningkatan tegangan tidak terlalu besardengan indeks terbesar adalah 1,000051.Saat dipasang pada ujung jaringan distribusi, indeks peningkatan tegangan sangat besar dengan indeks terbesarnya adalah 1,000639.
IEEE Transactions On Power Electronics, vol. 24, no. 5. [3] Mahendra, Miko. 2011. “ Tugas Akhir:
Comprehensive Approach to Modeling and Simulation of Photovoltaic Arrays”.
Systems, vol. 16, no. 4. [2] Villalva, Marcelo Gradella, dkk. 2009.”
Model for Distribution Power Flow Analysis” . IEEE Transactions On Power
Pereira.2001. ”Voltage Control Devices
DAFTAR PUSTAKA [1] Garcia, Paulo Augusto N. dan José Luiz R.
C.Perbaikan rugi-rugi daya dan jatuh tegangan, tidak terjadi saat matahari terbenam.
o
dan suhu lingkungan 23,3
2
Program aliran daya untuk analisi sistem distribusi dengan penambahan photovoltaic model telah berhasil dilakukan.Penambahan variasi jumlah dan ukuran photvoltaic pada sistem distribusi akan mengurangi rugi-rugi daya dan jatuh tegangan.Rugi-rugi daya dan jatuh tegangan berkurang sesuai dengan besar radiasi matahari dan temperatur lingkungan, dengan kondisi terbaik saat radiasi matahari 850 G/m
Dari seluruh grafik indeks peningkatan tegangan, grafik yang didapat identic dengan grafik radiasi matahari.Indeks pada saat matahari terbenam menjadi nol, karena photovoltaic tidak menghasilkan daya aktif.
Indeks peningkatan tegangan untuk ukuran photovoltaic yang berbeda, dimana PV1>PV3>PV2, dapat dilihat indeks peningkatan tegangan tidak begitu jauh berbeda.Untuk indeks terbesar PV1 adalah 1,000639, indeks terbesar PV2 adalah 1,000558, dan untuk PV3 adalah 1,000578.