MAXIMUM POWER POINT TRACKER SEL SURYA MENGGUNAKAN ALGORITMA PERTURB AND OBSERVE Rusminto Tjatur Widodo, Rugianto, Asmuniv dan Purnomo Sejati Politeknik Elektronika Negeri Surabaya-ITS, Surabaya, Indonesia widodo@eepis-its.edu , rugiantovedc@yahoo.com dan purnomo.sejati@gmail.com Abstrak Tenaga listrik yang dihasilkan oleh sistem pembangkit listrik tenaga surya tergantung pada radiasi sinar matahari dan temperatur permukaan sel surya. Kedua parameter tersebut menyebabkan kurva karakteristik daya keluaran sel surya menjadi non- linier. Merancang sistem sel surya yang efisien tentunya tidak akan lepas dari penjejak (tracker) maximum power point (MPP) yang berada pada kurva karakteristik daya keluaran sel surya tersebut. Titik dimana daya yang dihasilkan oleh sel surya paling maksimum. Algoritma penjejak menggunakan perturb and observe (P&O). Sebuah algoritma yang mencari dP/dV yang bernilai nol sebagai pertanda puncak suatu kurva. Pada akhirnya, hasil percobaan alat ditunjukkan pada bagian akhir pembahasan ini. 1. Pendahuluan Sel surya menjadi sumber energi terbarukan yang paling penting yang menawarkan banyak keuntungan seperti tanpa memerlukan bahan bakar minyak, tidak menghasilkan polusi, biaya perawatan rendah dan tidak menghasilkan noise. Penerapan sel surya pada sistem mandiri[2] adalah seperti pada pompa air, penerangan jalan, kendaraan listrik, militer dan ruang angkasa. Dan pada penerapan jaringan listrik seperti sistem hybrid[2] dan power plants. Permasalahan utama pada penggunaan sel surya adalah pembangkitan tenaga listrik yang rendah, terutama pada kondisi radiasi yang rendah. Yang bisa dicapai hingga saat ini tidak lebih dari 20%, itupun dalam skala laboratorium[1]. Dan jumlah daya listrik yang dibangkitkan berubah secara berkala seiring dengan perubahan cuaca. Selain itu, karakteristik V-I sel surya adalah nonlinier dan berubah terhadap radiasi dan suhu permukaan sel surya. Secara umum, terdapat titik yang unik pada kurva V-I atau kurva V-P, yang dinamakan Maximum Power Point (MPP). Dimana pada titik tersebut, sel surya bekerja pada efisiensi maksimum dan menghasilkan daya keluaran paling besar. Letak dari MPP tidak diketahui, tapi dapat dicari, dengan menggunakan perhitungan atau algoritma penjejak. Oleh karena itu algoritma Maximum Power Point Tracker (MPPT) dibutuhkan untuk menjaga titik kerja sel surya agar tetap pada titik MPP. Terdapat beberapa algoritma MPPT yang telah ditemukan dan ditulis pada jurnal ilmiah internasional seperti Perturb and Observe, Incremental Conductance, Dynamic Approach, Temperature Methods, Artificial Neural Network method, Fuzzy Logic method dll. Semua algoritma tersebut berbeda-beda dalam beberapa aspek termasuk kesederhanaan, kecepatan, implementasi hardware, sensor yang dibutuhkan, biaya, efektifitas, dan parameter yang dibutuhkan. 2. Sel Surya Model matematik dikembangkan untuk menirukan sel surya. Gambar 1 menunjukkan rangkaian persamaan sel surya, dimana I dan V adalah arus dan tegangan sel surya, kemudian, I L adalah cell’s photocurrent. R sh dan R s adalah tahanan shunt dan tahanan seri dari sel surya[3]. Gambar 1. Rangkaian persamaan sel surya Persamaan dari rangkaian persamaan diatas adalah : (1) Dimana : I O = arus saturasi reverse (Ampere) n=faktor ideal dioda (bernilai 1 untuk dioda ideal) q= pengisian electron (1.602·10 -19 C) k=konstanta Boltzman (1.3806.10 -23 J.K -1 ) T=temperature sel surya ( o K) Persamaan (1) digunakan dalam simulasi menggunakan komputer untuk mendapatkan karakteristik keluaran sel surya, seperti pada gambar