## Analisa Optimasi Photovoltaic(PV) 100 W Menggunakan MPPT dengan Alogaritma Perturb dan Observe
Puji Setiyawan 1) , Sukarno Budi Utomo 2) , dan Agus Adhi Nugroho 3)
1,2,3) Fakultas Teknologi Industri dan Universitas Islam Sultan Agung Semarang
1,2,3) Jl. Raya Kaligawe Km 4 Semarang 50112 e-mail: Pujisetiyawan9@gmail.com 1) , Pakdhekarno@yahoo.com 2) , agusadhi@unissula.ac.id 3 )

## ABSTRACT
This article reviews the optimization of energy generated by solar panels using MPPT. The need for increased power that can be done using MPPT with the P&O algorithm that goes to the load is proven because of the addition of influencing factors. MPPT A technique for keeping solar panels working. to stay within the Maximum Power point (MPP) area. MPP is a point or  point  in  the  VI  curve  or  VP  curve  in  the  solar  panel  where  the  solar  panel  works  at  maximum  efficiency  and  releases maximum power. The P&O algorithm is used to keep the MPPT power out panel always in the MPP area by changing the voltage value before MPPT and after the MPPT Comparison of the results of modeling with the use of techniques developed and special computer programs that have shown satisfactory results. Through comparison of the output power that comes out of the solar panel using MPPT 16.86406 W and without using MPPT of 13.63239 or experiencing an increase of 23%.
Keywords: P&O, Solar Panel, MPPT.

## ABSTRAK
Artikel ini mengulas  tentang optimasi  energi yang dihasilkan panel surya menggunakan MPPT Perlunya peningkatan daya  yang  dapat  dilakukan  menggunkan MPPT dengan  alogaritma P&O yang  masuk  ke  beban  terbukti  karena  adanya penambahan faktor-faktor yang mempengaruhi. MPPT Suatu teknik untuk menjaga kerja panel surya. agar tetap berada di area Maximum power point ( MPP ). MPP merupakan sebuah point atau titik didalam kurva V-I atau kurva V-P di panel surya dimana panel surya bekerja pada efisiensi maksimum dan mengeluarkan daya yang maksimum.alogaritma P&O dipakai untuk menjaga panel daya keluaran MPPT agar selalu di area MPP melalui pengubahan nilai tegangan sebelum MPPT dan sesudah MPPT . Perbandingan hasil pemodelan dengan penggunaan teknik yang dikembangkan dan program komputer khusus yang telah  dilakukan  menunjukkan  hasil  yang  memuaskan.melalui  perbandingan  daya  keluaran  yang  keluar  dari  panel  surya menggunakan MPPT sebesar  16,86406  W  dan  tanpa  menggunakan MPPT sebesar  13,63239  atau  mengalamai  kenaikan sebesar 23%.
Kata kunci: P&O , Panel Surya, MPPT.

## I. P ENDAHULUAN
ermasalahan yang timbul di kalangan konsumen yaitu  bagaimana  memaksimalkan  sistem  PLTS yang  telah  terpasang  di  atap  bangunan.  Pertan- yaan  ini  timbul  dikarenakan  terdapat  berbagai  jenis rangkaian  pemasangan  sel  surya  dengan suplay beban yang  berbeda-beda.  Efisiensi  konversi  sel  surya  dihi- tung  pada  saat  sel  surya  bekerja  di  titik  optimumnya. Pada saat sel surya tidak bekerja pada titik optimumnya maka efisiensi yang kecil tersebut akan semakin kecil. Cara untuk memanfaatkan efisiensi yang kecil tersebut adalah dengan mendistribusikan  daya yang masuk un- tuk mengisi baterai. Sedangkan saat panel surya bekerja pada  titik  maksimumnya  maka  akan  dialihkan  untuk men- supplay beban.  Peningkatan  daya  terbesar  terjadi pada saat kondisi lingkungan berubah seiring perubahan kondisi lingkungan.
Panel  surya  memiliki  titik  operasi  optimalnya  mas- ing-masing  yang  dikenal  dengan MPP ( Maximum Power  Point ).  Karakteristik MPP ini  akan  berubah sesuai  dengan  sinar  matahari  dan  temperatur. MPPT ( Maximum  Power  Point  Tracker )  digunakan agar  titik
kerja dari solar cell bekerja pada titik MPP tersebut. Se- hingga ketika titik kerja optimal maka daya yang dapat digunakan dari solar cell juga akan lebih optimal. Ter- dapat beberapa algoritma MPPT yang telah ditemukan dan ditulis pada jurnal ilmiah internasional seperti, In- cremental  Conductance,  Perturb  and  Observe , Dy- namic  Approach,  Temperature  Methods,  Fuzzy  Logic method dll.  Semua  algoritma  tersebut  yang  menjadi penyebab berbedanya disebabkan oleh  beberapa aspek termasuk  kesederhanaan,  kecepatan,  implementasi hardware ,  sensor  yang  dibutuhkan,  biaya,  efektifitas, dan parameter yang dibutuhkan. Pada penelitian kali ini, penulis menggunakan algoritma P&O ( Perturb and Ob- serve ). Penelitian ini akan membandingkan hasil charg- ing  baterai  dengan  menggunakan  metode MPPT dan tanpa menggunakan metode MPPT . Hasil tersebut maka akan diketahui metode mana yang lebih optimal.

## II. KAJIAN PUSTAKA
Meninjau  dari  penelitian-penelitian  sebelumnya penelitian  yang  dilakukan  oleh  Rustamaji  pada  tahun 2003 berjudul “ Desain Swtiching Power Suplies ”  telah membahas  tentang    tiga  konsep  dasar  yang  dapat
P
digunakan untuk mendisain regulator switching dengan rangkaian regulator switching , dimana switching time - nya dikontrol oleh pulsa-pulsa dihasilkan oleh modula- tor  PWM,    dapat  dihasilkan  tegangan  DC  yang  stabil sesuai  dengan  kebutuhan  beban  Selain  penelitian tersebut  meninjau  dari  Penelitian  yang  dilakukan  oleh Pangestuningtyas pada tahun 2013 berjudul “ Analisis pengaruh sudut kemiringan panel surya terhadap radiasi matahari  yang  diterima  oleh  panel  surya  tipe  larik tetap”. Di ketahui bahwa sudut pemasangan panel surya yang berpengaruh terhadap radiasi matahari yang dapat diterima  panel  surya  adalah  sudut  kemiringan ( slope )dan  sudut azimut  modul  fotovoltaik .  Sudut azi- mut yang  paling  tepat  untuk  pemasangan  panel  tipe fixed array dikota Semarang adalah 180 derajat dimana panel  dihadapkan  ke  arah  utara  sudut  kemiringannya berkisar antara 1 sampai 34 derajat Meninjau penelitian Penelitian yang dilakukan oleh Nino Wananda pada ta- hun  2019  tentang  perbandingan  optimasi  pengisian daya baterai dengan menggunakan SCC jenis PWM dan MPPT menghasilkan kesimpulan Pada penggunaan so- lar charge controller MPPT pada panel surya ( solar cell ) dianjurkan  untuk  menggunakan  rangkaian  seri  pada panel surya ( solar cell )  untuk menghasilkan nilai tegan- gan yang  tinggi. Selanjutnya  kelebihan  tegangan yang dihasilkan  oleh  panel  surya  ( solar  cell )  dapat  diubah oleh solar  charge  controller MPPT  untuk menghasilkan arus charging yang  tinggi. Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan sebelumnya timbul ide untuk  membuat  Analisa  optimasi  penggunaan  MPPT pada photovoltaik. Penjelasan di atas melatar belakangi penulis untuk melakukan penelitian tugas akhir. A. Panel Surya
Panel surya  akan menghasilkan daya maximum jika nilai Vm dan Im juga maximum . Sedangkan Isc adalah arus listrik open circuit pada nilai volt = nol; Isc  berbanding  langsung  dengan  tersedianya  sinar matahari.  Voc  adalah  volt open  circuit pada  nilai arus  nol;  Voc  akan  naik  secara  logaritma  dengan peningkatan sinar matahari, karakteristik inilah yang digunakan panel surya  untuk mengisi baterai.
Gambar 1.  karakteristik panel suurya
Gambar karakteristik I-V dapat dilihat bahwa solar cell adalah sebuah sumber arus, yaitu mem- bangkitkan arus konstan untuk tegangan keluaran yang variabel. Untuk suatu iradiasi tertentu yang diserap,  solar  cell  dapat  membangkitkan  daya maksimum  apabila  tegangan  keluaran  solar  cell adalah sebesar Vmpp.

## B. MPPT
Maximum  Power  Point  Tracking  (MPPT ) ialah sebuah metode yang sering di gunakan pada charge controller pada sistem pembangkit listrik turbin  angin  dan  sistem  panel  solar  untuk  me- maksimalkan  daya  tegangan  yang  di  keluarkan dari  sumbernya. MPPT pada  dasarnya mempu- nyai kegunaan untuk mencari jejak daya tertinggi yang  dapat  dihasilkan  oleh  panel  surya  melalui sistem penjejakan daya di area MPP hal ini dapat diwujudkan  dengan  mengatur  nilai  tegangan yang dihasilkan panel surya agar selalu mencapai nilai  maksimumnya  dengan  cara  bantuan con- verter  dc-dc yang  digunkan  dalam  rangkaian MPPT [8].  Optimasi  daya MPPT dengan  non MPPT dapat dihitung dengan  cara  sebagai  beri- kut:
η = 𝑃𝑜𝑢𝑡 𝑚𝑝𝑝𝑡−𝑃𝑜𝑢𝑡𝑛𝑜𝑛𝑀𝑃𝑃𝑇 𝑃𝑜𝑢𝑡𝑛𝑜𝑛𝑀𝑃𝑃𝑇 𝑥100%

## C. Mosfet
Rangkaian Driver  Mosfet Sinyal  kontrol PWM yang  dibangkitkan  oleh  mikrokontroler  nilai  tegan- gannya maksimum sebesar 5 volt. Untuk memperkuat sinyal output PWM dari  mikrokontroler  dapat digunakan  sebuah  rangkaian gate-driver ,  sehingga sinyal  kontrol PWM tersebut  mampu  mengerakan mosfet . Mosfet dapat digunakan sebagai saklar otoma- tis  sesuai  dengan  refrensi  rangkaian  pada  Gambar menggunakan mosfet channel  N.  Gerbang gate pada mosfet dapat membuka sesuai dengan Vin yang diberi- kan  yaitu  berupa  sinyal  pwm  dengan  prosentase  0 hingga  100%.  Arus  yang  mengalir  dari  kaki  source bergantung pada sinyal pwm yang diberikan sehingga beban yang tersambung  dapat  aktif karena mendapat aliran arus yang berasa dari kaki drain mosfet . D. Baterai
Baterai  merupakan  salah  satu  komponen  yang digunakan  pada  sistem solar  cell yang  dilengkapi dengan penyimpanan cadangan energi listrik. Baterai memiliki fungsi untuk menyimpan energi listrik yang dihasilkan oleh panel surya dalam bentuk energi arus searah.  Energi  yang  disimpan  pada  baterai  berfungsi sebagai  cadangan  ( back  up ),  yang  biasanya  di- pergunakan pada saat panel surya tidak menghasilkan energi  listrik,  contohnya  pada  saat  malam  hari  atau pada saat cuaca mendung, selain itu tegangan keluaran ke sistem cenderung lebih stabil.

## III. METODE PENELITIAN
Tahapan  untuk  penelitian  tugas  akhir  dapat  dilihat pada gambar diagram alir berikut :

## 1. Perumusan masalah
Merumuskan  masalah  dari  beberapa  masalah yang  terdapat  dalam  kehidupan  sehari-hari  yang berhubungan penggunaan MPPT dalam sistem panel surya surya.
2. Studi literatur
Setelah  menemukan  perumusan  masalah  maka selanjutnya yang dilakukan adalah mulai mengumpulkan dan mempelajari jurnal-jurnal serta karya  ilmiah    yang  berhubungan  dengan  topik skripsi.
3. Pengujian  alat Pengujian sistem panel surya dengan menggunakan MPPT dan tidak menggunakan MPPT dengan beban baterai.
4. Pengambilan data
Data yang diambil merupakan pengukuran eror sensor arus dan tegangan, pengukuruan tegangan dan arus keluaran panel, pengukuran tegangan dan arus keluaran mppt dan daya rata” MPPT . 5. Analisi hasil dan kesimpulan
Analisi  dilakukan  berdasarkan  data  yang  telah diperoleh  dari  rancang  bangun MPPT yang  di gunakan  untuk  analisis  optimasi  dari  panel  surya 100wp.
Flowchart Algoritma P&O :
Gambar 2.  Menunjukkan algoritma P&O

## IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Pengujian Sensor Arus dan Tegangan pada data log- ger dengan Multimeter
Pengujian  sensor  tegangan  dan  arus  dilakukan untuk  menguji pembacaan  sensor  data logger yang digunakan  dan  dibandingkan  dengan  pembacaan pada multimeter.
Tabel 1. Data pengujian arus dan tegangan dengan data logger dan multimeter.
Gambar 3. Hasil pengujian tegangan dengan data logger dan multi- meter
No V catu daya V multime- ter V data logger 1 4,54 4,58 4,47 2 4,75 4,8 4,69 3 5,11 5,15 5,05 4 5,5 5,55 5,42 5 6,88 6,88 6,76 6 7,99 8,04 7,88 7 8,06 8,12 7,96 8 8,35 8,44 8,26 9 8,45 8,52 8,36 10 9,19 9,26 9,08 Rata" 6,882 6,934 6,793
No v panel I data Log- ger I multimeter 1 12,5 1,27 1,26 2 12,52 1,22 1,21 3 12,49 1,1 1,4 4 12,49 1,17 1,19 5 12,48 0,97 1,11 6 12,45 1,18 1,19 7 12,75 1,15 1,13 8 12,28 0,61 0,68 9 12,31 0,83 0,82 10 12,56 0,92 0,92 Rata" 12,483 1,042 1,091
-0,07 9,93 Pengujian  Tegangan dengan Multimeter dan Data logger
Series1 Series2
Gambar 4.  hasil pengujian arus dengan data logger dan mul- timeter
Gambar  4  menunjukkan  nilai  pembacaan  data logger yang akan digunakan sebagai pengganti mul- timeter manual dalam pengambilan data input, out- put pada MPPT dan beban. Adapun selisih pengam- bilan  data logger dan  manual  disebabkan  oleh  ke- cepatan dalam pembacaan dalam data logger di set- ting untuk  mencatat  data  yang  masuk  ke  sensor selama  30  detik,  sedangkan  dalam  pengambilan manual  dicatat  saat  alat  ukur  dipasang  ke  dalam rangkaian dengan nilai eror pembacaan alat sebesar 0,089 untuk tegangan dan arus sebesar 0,05.
4.2 Pengujian  tegangan  MPPT  tanpa  beban  dan PWM yang digunakan

## Gambar 5.  Sinyal pwm yang di hasilkan
Hasil pengujian dengan Vin 8 volt dengan Vout 9 volt . Dapat dilihat bahwa sinyal yang di keluarkan oleh Atmega 32 A dan sinyal pwm yang di keluarkan dari  driver  mosfet  P75NF.75  memiliki duty  cycle yang sama. Dan sinyal Pwm yang di hasil kan oleh driver  mosfet P75NF.75  memiliki  tegangan  yang lebih tinggi agar dapat mengirim sinyalnya ke boost converter untuk menaikan tegangan yang di butuh- kan

## Tabel 2. Data tegangan Vout MPPT tanpa beban
Pengujian  nilai  tegangan  dengan  menggunakan MPPT tanpa beban dilakukan untuk mengetahui be- rapa  nilai  keluaran  tegangan output setelah menggunakan MPPT data  ini  ditujukan  untuk mengetahui duty cycle yang digunakan MPPT sebe- sar 17%.
4.3  Pengujian daya dari panel surya tanpa menggunkan MPPT dan menggunakan sistem MPPT
Pada  pengujian  daya  ini  dibahas  mengenai  sis- tem  kerja MPPT pada  rangkaian  panel  surya.  Pen- gujian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  kinerja  dari sistem MPPT dengan alogaritma P&O yang telah di buat  dan  untuk  mengetahui  nilai  efisiensi  daya keluaran dari panel surya yang menggunakan sistem MPPT dengan alogaritma P&O lalu di bandingkan dengan yang tidak menggunakan sistem MPPT.

## Tabel 3. Data tegangan dan arus tanpa MPPT
Time LUX Teganagn (V) Arus (i) Daya (W) 1 1669 12,5 1,26 15,75 2 1646 12,52 1,21 15,1492 3 1648 12,49 1,4 17,486 4 1604 12,49 1,19 14,8631 5 1640 12,48 1,11 13,8528 6 1521 12,45 1,19 14,8155 7 1561 12,75 1,13 14,4075 8 1575 12,28 0,68 8,3504 9 1551 12,31 0,82 10,0942 10 1575 12,56 0,92 11,5552 Daya rata” 13,63239 Time LUX Vin MPPT Arus (i) Vout MPPT 1 1813 17,13 0,45 20,56 2 1773 17,21 0,46 20,57 3 1759 17,28 0,46 20,61 4 1821 17,22 0,45 20,57 5 1811 17,3 0,45 20,65 6 1806 17,27 0,45 20,65 7 1807 17,26 0,45 20,65 8 1807 17,31 0,45 20,64 9 1793 17,19 0,46 20,66 10 1788 17,19 0,46 20,66
Tabel 4. Data tegangan dan arus menggunakan MPPT
Gambar 6.  hasil pengujian sistem dengan MPPT dan tanpa MPPT
Daya keluaran yang dihasilkan oleh panel surya yang dihubungkan dengan sistem MPPT menghasilkan  daya  yang  lebih  besar  dibandingkan dengan panel surya yang tidak menggunakan MPPT. optimasi  daya  keluaran MPPT dengan  non MPPT dapat dihitung dengan menggunakan persamaan(2.6) :
η =
𝑃𝑜𝑢𝑡 𝑀𝑃𝑃𝑇 − 𝑃𝑜𝑢𝑡𝑛𝑜𝑛𝑀𝑃𝑃𝑇 𝑃𝑜𝑢𝑡𝑛𝑜𝑛𝑀𝑃𝑃𝑇 𝑥100%
η = 16,86046 − 13,63239 13,63239 𝑥100%
= 23,69 %
Hasil perhitungan persamaan diatas menunjukan bahwa  efisiensi  daya  keluaran  panel  surya menggunakan  sistem MPPT naik  sebesar  23,69% dibandingkan dengan sistem yang tidak menggunakan MPPT .

## V. K ESIMPULAN

## Kesimpulan
Dari  hasil  pengujian  dan  analisa  yang  telah  dilakukan pada  pengujian  dengan  rangkaian  MPPT  maka  didapat  be- berapa kesimpulan sebagai berikut:
1. Bahwa algoritma MPPT jenis P&O yang digunakan dapat berjalan.  Pengujian  algoritma MPPT dengan  mem- bandingkan  daya  antara  menggunakan  algoritma MPPT dan tanpa MPPT menunjukkan daya lebih baik daripada tanpa menggunakan algoritma MPPT .
2. Penggunaan  sistem  dengan  menggunakan MPPT dan tidak  menggunakan MPPT diketahui  bahwa  optimasi daya  rata  “keluaran  panel  surya  menggunakan  sistem MPPT naik  sebesar  1:1,23  atau  sebesar  23,69  % dibandingkan  dengan  sistem  yang  tidak  menggunakan MPPT .
3. Setelah  melakukan  pengujian  dengan  menggunakan MPPT diketahui bahwa daya rata” panel surya 19,8376 W sedangkan  daya  rata”  yang  berhasil  dibangkitkkan  oleh sistem MPPT sebesar 16,86406 W

## Saran
Penelitian  yang  telah  dilakukan  tidak  terlepas  dari  ban- yaknya kekurangan dan eror pengukuran. Dari situlah untuk pengembangan lebih lanjut maka perlu diperhatikan beberapa hal berikut:
1. Mengembangkan algoritma yang masih sederhana sep- erti  kontrol P&O dengan  kontrol PWM atau  dengan fuzzy .
2. untuk input output tegangan dan arus bisa ditampilkan dengan LCD dalam MPPT nya.

## D AFTAR P USTAKA
[1]  M.  G.  Ramadhan,  A.  Muttaqin,  and  Z.  Abidin, “Maximum  Power  Point  Tracker  (  MPPT  )  Sebagai Metode Pemaksimalan Daya Solar Cell Untuk Charging Baterai Eco Solar Boat,” pp. 107–110, 2017.
[2]  C.  Mufit,  “Rancang  Bangun  Solar  Charge  Controller Dengan Mode Fast PWM Menggunakan Atmega 16,” p. 87, 2017.
[3]  N. Sabbaha, E. Susanto, E. Kurniawan, F. T. Elektro, U. Telkom,  and  T.  Angin,  “Pembangkit  Listrik  Tenaga Hybrid  Surya  Dan  Angin  Untuk  Design  and Implementation  of  Converter  for  Hybrid  Solar  Panel and,” vol. 4, no. 2, p. 9, 2016.
[4]  E. A. Suri, F. T. Elektro, and U. Telkom, “RANCANG BANGUN  MPPT  BOOST  CONVERTER  PADA POMPA AIR TENAGA SURYA DESIGN OF MPPT BOOST  CONVERTER  TO  SOLAR  CELL  WATER PUMP,” vol. 3, no. 3, pp. 4065–4073, 2016.
[5]  A.  Agung  and  G.  Maharta,  “Analisis  Perbandingan Output  Daya  Listrik  Panel  Surya  Sistem  Tracking Dengan Solar Reflector,” J. Ilm. Spektrum , vol. 3, no. 1, pp. 7–13, 2016.
[6]  K. Belajar and B. D. Teori, “A . Tujuan a . Mahasiswa
No Lux Vin Iin 1 1665 13,59 1,45 2 1683 13,59 1,43 3 1650 13,62 1,43 4 1621 13,59 1,43 5 1564 13,57 1,42 6 1541 13,61 1,48 7 1531 13,69 1,49 8 1522 13,66 1,48 9 1522 13,62 1,46 10 1514 13,61 1,5 Vout mpt Iout mpt daya in daya out 12,57 1,34 19,7055 16,8438 12,58 1,31 19,4337 16,4798 12,61 1,31 19,4766 16,5191 12,61 1,32 19,4337 16,6452 12,58 1,31 19,2694 16,4798 12,59 1,36 20,1428 17,1224 12,68 1,37 20,3981 17,3716 12,66 1,36 20,2168 17,2176 12,63 1,35 19,8852 17,0505 12,62 1,34 20,415 16,9108 Daya Rata” 19,83768 16,86406
diharapkan  dapat  memahami  karakteristik  switching dari  mosfet  b  .  Mahasiswa  diharapkan  dapat menggambarkan  kurva  karakteristik  v-i  masukan  dan keluaran  mosfet  .  c  .  Mahasiswa  diharapkan  dapat memahami konsep kendali gate MOSFET de.” [7]  A. Ainuddin, S. Manjang, and F. A. Samman, “Sistem
Pengendali Pengisian Baterai  pada Pembangkit  Listrik Tenaga Surya,” J. Penelit. Enj. , vol. 21, no. 2, pp. 16–
24, 2018, doi: 10.25042/jpe.112017.03.
[8]  M.  H.  Fadhilah,  E.  Kurniawan,  and  U.  Sunarya,
“Perancangan  Dan  Implementasi  Mppt  Charge Controller Pada Panel Surya
Menggunakan
Mikrokontroler Untuk Pengisian Baterai Sepeda Listrik Design and Implementation Mppt Charge Controller on Solar Panel Using Microcontroller for Electric Bicycle ’ S Battery C,” vol. 4, no. 3, pp. 3164–3170, 2017.
[9]  F. H. Hasan, “Rancang Bangun MPPT Dengan DC-DC Buck Converter Pada Panel Surya dengan Beban Pompa Air DC,” pp. 1–43, 2017.