PERANCANGAN MPPT BERBASIS MIKROKONTROLER MENGGUNAKAN ALGORITMA TEGANGAN KONSTAN DAN PERTURB & OBSERV SERTA BUCK CONVERTER DENGAN PENGENDALIAN FUZZY

PRISMA MEGANTORO, Rachmawan Budiarto S.T, M.T.

2014 | Skripsi | FISIKA TEKNIK

Maximum Power Point Tracking (MPPT) merupakan sistem penunjang pada proses transfer daya pada sistem Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS). MPPT mempunyai fungsi untuk mengoptimalkan transfer daya dari panel surya ke baterai. Proses transfer daya ini terlihat pada karakteristik panel surya yaitu kurva I-V. Kurva IV yang tidak linier ini tergantung pada kondisi cuaca, yaitu suhu dan level irradiasi matahari. Setiap kurva mempunyai titik dimana transfer daya maksimum terjadi, yaitu pada koordinat (Vmpp,Impp), titik inilah yg disebut Maximum Power Point atau titik daya maksimum. Algoritma MPPT digunakan untuk menjejak titik daya maksimum. Lalu mengubah tegangan operasional ke tegangan Vmpp dengan rangkaian buck converter menggunakan switching mode Pulse Width Modulator (PWM). Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mendesain dan merancang perangkat keras sistem MPPT berbasis mikrokontroler Atmega16. Dalam sistem ini diimplementasikan kombinasi algoritma penjejakan Tegangan Konstan dan Perturb & Observ. Pengendalian tegangan keluaran sistem digunakan logika fuzzy sebagai penentu keputusan nilai PWM. Nilai PWM ini menentukan duty cycle pada rangkaian buck converter untuk menurunkan tegangan input panel surya ke tegangan Vmpp. Penelitian ini dimulai dengan perancangan buck converter, lalu dilanjutkan dengan perancangan pembacaan tegangan dan arus berikut dengan software, lalu perancangan software implementasi dari algoritma penjejakan Tegangan Konstan dan Perturb & Observ dan logika fuzzy metode Tsukamoto dalam bahasa C menggunakan IDE AVRStudio4, setelah itu adalah perancangan total perangkat keras MPPT lalu dilakukan pengujian sistem MPPT di lapangan. Lokasi pengujian adalah halaman Kantor Pusat Studi Energi UGM. Hasil dari penelitian ini yang pertama adalah desain switching PWM menggunakan prescaler 1024, clock mikrokontroler default 1 MHz, dan duty cycle sebesar 50% menghasilkan efisiensi sistem yang paling tinggi, yaitu 58,03% dan menghasilkan nilai impedansi induktor paling kecil, yaitu 5,03 ohm. Yang kedua, perangkat MPPT yang dirancang mempunyai efisiensi rata-rata sebesar 88,89%.

Maximum Power Point Tracking (MPPT) is supporting device for power harvesting on Solar Power Generator. This system means to optimalize power transfer from solar panel array to battery. Power transfering process shown in solar panel characteristic as I-V curve. This curve depends on weather condition, such as temperature and irradiation level of the sunlight. Each curve has a point when the maximum power transfering happens, the coordinate is (Vmpp,Impp). This point called the Maximum Power Point. MPPT algorithm is used to track the Maximum Power Point, then convert it into operational voltage which is Vmpp voltage with buck converter circuit using switching mode PWM. The purpose of this research is to design hardware of MPPT system based on Atmega16 microcontroller. This system implements combination of Constant Voltage and Perturb & Observ algorithms. To control the output voltage, fuzzy logic system is used to determine the value of PWM. This value of PWM determine the duty cycle on buck converter circuit to decrease the input voltage from solar panel to Vmpp voltage. This reseach began with devising buck converter circuit, then followed by devising the reading voltage and current and its software, then devising the implementation of tracking algorithm and fuzzy logic control method of Tsukamoto on C language using AVRStudio4 IDE, and the last is total devising of MPPT hardware and its trial. The trial has been done at the frontyard of Center for Energy Studies Office of UGM. The conclusions of this research are; first, devising switching PWM using prescaler of 1024, with clock of microncontroller on its default 1 MHz, and 50% duty cycle generated the highest efficiency of the system, that is 58.03%, on the other hand, it has the lowest inductor impedance value, that is 5.03 ohm. Second, MPPT hardware which has been devised has the average efficiency of 88.89%.

Kata Kunci : Maximum Power Point Tracking, Fuzzy, Mikrokontroler, buck converter.