RANCANG BANGUN DAN PENGUJIAN KARAKTERISTIK KONVERTER DC KE DC 48-220 VOLT 300 WATT UNTUK PLTS

Baisrum, Dr. Eng. Suharyanto, M.Eng.

2012 | Tesis | S2 Teknik Elektro

Krisis energi akhir-akhir ini, khususnya energi listrik telah memaksa para ilmuwan mencari sumber-sumber energi alternatif. Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) merupakan salah satu sumber energi listrik yang menjadi pilihan untuk dikembangkan di Indonesia. Pilihan ini karena Indonesia terdiri dari banyak pulaupulau dan berada di kawasan tropis yang kaya sinar matahari. Disamping itu PLTS merupakan sumber energi terbarukan dan tidak menimbulkan pencemaran lingkungan, sebagaimana pembangkit listrik yang menggunakan energi fosil. Kekurangan dari sel surya adalah keluarannya merupakan besaran searah (dc) dan besaran keluaran tergantung dari tingkat pencahayaan (irradiation). Metoda yang umum digunakan untuk mensuplai beban secara kontinyu,tanpa tergantung tingkat pencahayaan matahari, dengan menyimpan terlebih dahulu keluaran sel surya pada perangkat energy storage, misalnya batere. Pada banyak kasus, tegangan keluaran untuk batere perlu dinaikkan atau diturunkan, agar sesuai kebutuhan beban. Perkembangan teknologi elektronika daya memungkinkan konversi tegangan dc ke dc secara langsung dengan teknik pensaklaran (switching). Teknik switching yang dapat mengubah-ubah lebar pulsa, sedangkan frekuensi tetap dikenal dengan pulse width modulation (PWM). Konverter dc ke dc penaik tegangan (boost chopper) dapat mencapai efisiensi 90%, suatu efisiensi yang besar dibandingkan dengan sumber daya tipe lain. Dalam penelitian ini dibahas bagaimana perancangan dan implementasi konverter dc ke dc penaik tegangan, tipe switching PWM, dan menguji unjuk kerja konverter tersebut. Proses rancang bangun dimulai dari studi literatur, perancangan sistem dan sub sistem, pemilihan komponen dan pengujian alat. Pada tahap awal dilakukan pengujian dari sub sub sistem untuk memastikan fungsi dari sub-sub sistem tersebut. Setelah sub-sub sistem tersebut berfungsi sesuai rancangan, baru dilakukan pengujian unjuk kerja alat dengan pembebanan untuk melihat karakteristik alat tersebut. Hasil akhir pengujian alat menunjukkan bahwa konverter dc ke dc dapat berfungsi dengan baik untuk menaikkan tegangan dari 48 volt dc ke 220 volt dc. Efisiensi rata-rata adalah 86,8% dan efisiensi maksimum 92,8%. Regulasi tegangan berkisar antara +0,54% sampai -0,77% dari tegangan yang diinginkan yaitu 220 volt. Pengujian dilakukan dengan lampu pijar yang divariasikan dari 0 – 300 watt.

The crisis of energy recently, especially electrical energy, has made scientists try to find out some alternatives for energy resources. PLTS (Solar Power Plant) is one of the electrical energy resources chosen to be developed in Indonesia. This choice is based on the consideration that Indonesia consists of a number of islands and is located in tropical zone full of sunray. In addition, PLTS is a renewable energy resource that does not cause our environment polluted as the fossil energy power plant does. The weakness of solar cell, the output voltage is direct current form. Besides, its level output voltage depends on the degree of irradiation. The common method used to supply the load continuously, without depending on the level of solar irradiation, is through saving first the energy produced by solar cell into the energy storage device, such as batteries. In many cases, the output voltage of the batteries should be stepped up or stepped down to suit the load voltage. The development of power electronic technology has made direct conversion dc to dc using switching technique is possible. The switching technique which can modulate the pulse width with the constant frequency is known as Pulse Width Modulation (PWM). The step up converter (boost chopper) can reach 90% efficiency which is a very great compared to other types of resources. In this research, how to design and how to implement the step up converter type PWM switching and how to test the converter performance are discussed. The design and implementation process was started from studying literatures, designing system and sub-systems, selecting components, and testing the converter. In the earlier stage, the test of sub-systems was carried out to make sure the function of the sub-systems. When the sub-systems are already work, the next step is to test the performance of loaded converter to see its characteristics of the converter. The result of the converter test showed that the dc to dc converter functioned well for stepping up the voltage from 48 volt dc to 220 volt dc. The average efficiency was 86.8% and the maximum efficiency was 92.8%. The regulation of voltage was approximately between +0.54% to -0.77% of the expected voltage, i.e. 220 volt. The test was executed using incandescent lamp from 0 – 300 watt variation.

Kata Kunci : konverter dc ke dc, boost chopper, switching, pulse width modulation (PWM).