## Rancang Bangun Sepic Converter

## Untuk Panel Surya Dengan MPPT Incremental Conductance Sebagai Pengisian Baterai Sepeda Listrik
Mohamad Arif B.
Mohamadarifbaihaqiy @yahoo.co.id Universitas Jember Triwahju Hardianto triwahju.teknik@unej.ac.id Universitas Jember Bambang Sri Kaloko bambangsk@unej.ac.id Universitas Jember Moch. Gozali
gozali.teknik@unej.ac.id
Universitas Jember Bambang Sujanarko sujanarko.teknik@unej.ac.id Universitas Jember

## Abstrak
Panel surya merupakan pembangkit listrik yang dapat merubah energi  cahaya  matahari  menjadi  energi  listrik.  Pada  anel  surya bekerja  berdasarkan  prinsip  kerja  dari  sebuah  semikonduktor p-n junction, karena pada sel surya menggunakan sebuah silikon sebagai  bahan  utama  dalam  penyusunnya.  Tetapi  dalam pembangkitannya,  panel  surya  sangat  bergantung  pada  kondisi cuaca,  sehingga  pada  penyaluran  menuju  beban  menjadi  tidak maksimal. Sehingga perlu ditambahkan metode untuk memperoleh  daya  maksimal  yakni  menggunakan  maximum power  point  tracker  (MPPT).  Algoritma  ini  akan  diterapkan pada  switching  SEPIC  converter  berupa  gelombang  PWM  dari mokrokontroler  Arduino  dengan  frekuensi  62,5  kHz agar  dapat menaikkan  tegangan  atau  menurunkan  tegangan  sesuai  dengan setpoint.  Baterai  yang  digunakan  adalah  dengan  kapasitas  48 Volt  12  Ah.  SEPIC  converter  akan  menaikkan  tegangan  dari panel  surya  yang  dirangkai  secara  seri  (masing-masing  100Wp) sebesar  31-39  Volt  menjadi  55  Volt.  Total  waktu  yang dibutuhkan selama pengisian baterai adalah 8,75 jam. Pada saat pengujian  dengan  beban  300  Ohm  diperoleh  efisiensi  sebesar 99%  dengan  duty  cycle  sebesar  65%  dan  efisiensi  paling  buruk adalah berada pada duty cycle 10% dengan nilai efisiensi sebesar 29%.
Kata Kunci —Panel surya, SEPIC converter, MPPT InC, PWM, charging baterai
Abstract
Photovoltaic  are  power  plants  that  can  convert  sunlight  energy into  electrical  energy.  Photovoltaic  is  works  based  on  the principle of a semiconductor PN junction, because solar cells use silicon  as  the  main  ingredient  in  its  constituent.  But  in  its generation, solar cells are very dependent on weather conditions, so that the distribution to the load is not optimal. So you need to add  a  method  to  get  maximum  power  by  using  the  maximum power  point  tracker  (MPPT).  This  algorithm  will  be  applied  to the switching SEPIC converter in the form of PWM waves from the  Arduino  microcontroller  with  a  frequency  of  62.5  kHz  in order to increase the voltage or decrease the voltage according to the  setpoint.  The  capacity  of  battery  is  48  Volt  12  Ah.  SEPIC converter  will  increase  the voltage of  the  solar  panels  which are arranged  in  series  (100Wp  each  PV)  of  31-39  Volts  to  55  Volts. The  total  time  needed  during  battery  charging  is  8.75  hours. When testing with a 300 Ohm load efficiency is 99% with a duty cycle of 65% and the worst efficiency is at a 10% duty cycle with an efficiency value of 29 percent.
Keywords — Photovoltaic/solar cell, SEPIC converter, MPPT InC, PWM, charging battery

## I. PENDAHULUAN
sangat saat  ini udara  pada Kondisi  pencemaran memprihatinkan.  Saat  ini  Indonesia  memiliki  indeks pencemaran  udara  82,32  partikel  per  meter  kubik  yang menempati peringkat ke 40 tingkat pencemaran udara di dunia [1]. Pencemaran udara dan kebisingan akibat kegiatan industri dan  transportasi  meningkat  2  kali  pada  tahun  2000  dari kondisi  tahun  1990  dan  diperkirakan  akan  meningkat  10  kali pada tahun 2020 [2].
Agar  emisi  gas  buang  dari  kendaraan  bermotor  dapat berkurang,  perlu  adanya  inovasi  kendaraan  dengan  tenaga listrik  yang  baru  baru  ini  mulai  dikembangkan.  Diantaranya adalah  sepeda  listrik.  Kendaraan  ini  dapat  menjadi  solusi untuk  menggantikan  sepeda  motor  dengan  menggunakan bahan  bakar  minyakSaat  ini  sepeda  listrik  ketika  melakukan pengisian  baterai  masih  bergantung  pada  listrik  yang bersumber  dari  PLN.  Baterai  ini  yang  akan  digunakan  untuk menggerakkan  motor  DC/BLDC  yang  digunakan  umtuk menggerakkan sepeda listrik.
Berdasarkan proyeksi kebutuhan listrik penduduk indonesia  hingga  tahun  2024  nanti  yakni  mencapai  50.000 MW,  namun  hingga  saat  ini  kebutuhan  tersebut  masih  belum mencukupi  sesuai  proyeksi  yang  ada  [3].  Namun  melihat kondisi  pada  tahun  2015  yang  masih  sekitar  84  %  rasio elektrifikasi,  serta  akan  sangat  mungkin  nilai  tersebut  akan meningkat  seiring  bertambahnya  penduduk  maka  indonesia perlu  digencarkan  pembangunan  khususnya  energi  baru  dan terbarukan  (EBT)  yang  lebih  ramah  lingkungan.  Sehingga diharapkan  rasio  elektrifikasi  dapat  meningkat  hingga keseluruhan daerah di Indonesia bisa teralisi listrik.
Banyak  sekali  potensi  energi  alternatif  yang  dapat dikembangkan  di  Indonesia,  diantaranya  adalah  energi  surya. Agar  dapat  merubah  energi  surya  menjadi  energi  listrik, dibutuhkan  sebuah  panel  surya.  Energi  listrik  DC  dari  panel surya  ini  yang  akan  digunakan  untuk  melakukan  charging pada  baterai  sepega  listrik  agar  tidak  bergantung  lagi  pada sumber  listrik  dari  PLN.  Variasi  beban  dan  cuaca  sangat menentukan daya keluaran dari solar cell. Untuk
menanggulangi  hal  tersebut  dapat  dilakukan  dengan menambahkan  konverter  DC/DC  tipe  SEPIC  dengan algoritma  MPPT  InC  (Incremental  Conductance)  agar  solar cell  dapat  menghasilkan  daya  yang  lebih  maksimal.  Metode MPPT  Perturb  and  Observe  (PO)  membuktikan  bahwa penambahan algoritma MPPT dapat meningkatkan daya yang dihasilkan  TEG  [4]  Sedangkan  pada  penelitian  ini  akan digunakan  DC/DC  tipe  SEPIC,  karena  dapat  bekerja menaikkan dan menurunkan tegangan serta memiliki keluaran yang tidak inverting [5]. Algoritma yang akan digunakan pada penelitian  ini  adalah  incremental  conductance  (InC). Algoritma  tersebut  memiliki  performa  yang  lebih  baik dibanding dengan algoritma PO [6]. MPPT InC dapat mencari titik  daya  maksimal  lebih  akurat  dengan  respon  yang  lebih cepat.

## II. M ETODE P ENELITIAN

## A. Blok Diagram Penelitian
Penelitian  tentang  Kontrol  MPPT  InC  pada Converter DC/DC  Tipe  SEPIC  Untuk  Stasiun  Pengisian  Baterai  Sepeda Listrik  Menggunakan Solar  Cell .  Proses  yang  terjadi  yaitu tegangan  keluaran  dari  panel  surya  akan  masuk  pada  SEPIC converter agar  dapat  mengisi  baterai  48  Volt.  Selanjutnya, pada  proses  pengisian  ini  di  tambahkan  dengan  metode kontrol yaitu dengan MPPT InC (Incremental Conductance) . Pada  penelitian  ini  digunakan  objek  2  buah  solar  cell dengan konfigurasi seri sebagai sumber penghasil listrik yang akan  digunakan  untuk  melakukan  pengisian  baterai  sepeda listrik 48 Volt 12 Ah. Diagram blok untuk keseluruhan sistem pada penelitian in ditunjukkan pada Gambar 1.
Panel  surya  yang  digunakan  dalam  plan  ini  yaitu  panel surya  100Wp  polycrystalline  sebanyak  2  buah  yang dikonfigurasikan  secara  seri.  Maka  output  dari  panel  surya tersebut  yaitu  sebesar  31  V  –  40  V,  sedangkan  untuk melakukan  charge  terhadap  sebuah  battery  maka  harus menggunakan tegangan 55 V. Maka dari itu diperlukan SEPIC converter  untuk  menaikkan  tegangannya.  SEPIC  converter mengatur  besarnya  berdasarkan  duty  cycle,  sedangkan  duty cycle  diatur  oleh  sebuah  kontrol  yang  berupa  Arduino  UNO R3 berdasarkan besarnya PWM dengan menggunakan kontrol MPPT InC.
Di  dalam  mikrokontroler  Arduino  terdapat  control  agar dapat  mengatasi  apabila  terjadi  drop  tegangan  sehingga mempertahankan  output  tegangan  berada  pada  set  poin. Sensor tegangan dipasang bertujuan untuk mengetahui output tegangan  dari  panel  surya,  SEPIC converter dan  juga digunakan  sebagai  input  dari  Arduino  yang  berupa  ADC ( Analog  to  Digital  Converter ).  Sebagai  tambahan  maka tegangan  keluaran  dari  SEPIC converter akan  di  kontrol dengan MPPT InC ( Incremental Conductance ) agar diperoleh kestabilan  tegangan  serta  daya  maksimum  ketia  melakukan pengisian baterai.

## B. Perancangan SEPIC Converter
Berdasarkan  hasil  pengujian  2  buah  PV  100  WP  jenis pollycrystalline dengan konfigurasi seri, maka dapat diperoleh
spesifikasi  SEPIC  converter  seperti  ditunjukan  Tabel  1.. Berdasarkan  data  spesifikasi  pada  tabel  tersebut,  dilakukan perhitungan untuk mengetahui nilai masing-masing komponen converter  [7].  Perhitungan  dilakukan  melalui  langkah perhitungan sebagai berikut
Perhitungan Duty Cycle
D= (1) Menentukan arus ripple pada induktor (2)
Menentukan besar kapasitas induktor
(3)
Menentukan banyak lilitan pada toroid
(4)
Untuk  menentukan  jenis  MOSFET  yang  digunakan,  maka dihitung Arus puncak ( peak to peak ) sebagai berikut
IL ( peak )= IL2 ( peak ) = (5)

## Menghitung arus RMS pada MOSFET
IQ1 ( rms )= (6)
MOSFET yang digunakan adalah tipe N-Channel, dengan tipe yang  memiliki  Rds  kecil  agar  tidak  menimbulkan  rugi-rugi daya yang besar.
Untuk  menentukan  jenis  dioda  yang  digunakan,  maka harus  memenuhi  persyaratan  berikut  tegangan  minimum tegangan reverse yaitu
(7) Kapasitor Input
(8) Menentukan terlebih dahulu besar nilai arus RMS
(9)
Menentukan Cs dengan perhitungan berikut
(10)
Kapasitor Output
Menentukan terlebih dahulu tegangan ripple output
V ripple = 2%*V out (11)

## Menentukan besar Cout
Cout =
(12)
Berdasarkan  persamaan  1  hingga  12  diperoleh  hasil parameter  perancangan  pada  tiap  komponen.  Terdapat beberapa  komponen  utama,  yaitu  induktor  1  dan  2,  dioda, MOSFET,  kapasitor  input,  kapasitor  coupling  dan  kapasitor output.  Untuk  topologi  dari  SEPIC  converter  dapat  dilihat pada Gambar 2.

## C. Algoritma MPPT Incremental Conductance
Penelitian  ini  menggunakan  kontrol  MPPT  InC  yang diaplikasikan pada mikrokontroler Arduino. Algoritma MPPT InC  merupakan  salah  satu  metode  traking  titik  MPP. Algoritma ini menggunakan pengukuran perubahan konduktansi  pada  generator  termoelektrik  [8]  Bseperti ditunjukan  Gambar  3.  Algoritma  MPPT  InC  bekerja  dengan menjadikan  arus  dan  tegangan  sebagai  parameter  utama dimana  Incremental  conductance  didefinisikan  sebagai  (dItg/ dVtg). Dengan parameter yang berasal dari pengukuran sensor tegangan  maupun  arus,  MPPT  InC  akan  melakukan penjejakan untuk mencari titik daya maksimum pada solar cell.

## III. H ASIL DAN P EMBAHASAN

## A. Pengujian Karakteristik Solar Cell
Pada  pengujian  ini  dilakukan  pengambilan  data  dari  pukul 07.30  WIB-15.30  WIB.  Dengan  beberapa  parameter  yang akan diambi yaitu Voc (tegangan open circuit), Isc (arus short circuit), serta radiasi matahari. Dengan diperolehnya nilai Voc dan  Isc  maka  didapatkan  nilai  daya  maksimum  (Pmax). Berdasarkan  data  (Tabel  2)  yang  di  dapat  di  ketahui  bahwa besarnya daya maksimum (P max ) akan selalu naik pada setiap jamnya, mulai dari jam  08.00 WIB hingga pukul 09.00 WIB, setelah  pukul 09.00  WIB    terjadi  penurunan  dari  sebelumnya dikarenakan  radiasi  matahari  yang  diterima  oleh solar cell berkurang,  yaitu  886  W/m2.  Pada  pukul  11.00  WIB  kondisi cuaca  menjadi berawan. Radiasi matahari yang akan diterima oleh solar cell terhalang  awan  sehingga  radiasi  matahari menjadi  lebih  kecil  dan  mengakibatkan  daya solar cell menjadi  lebih  kecil  dari  sebelumnya.  Daya  yang  sebelumnya mendekati  200  watt  turun  sangat  jauh  yaitu  50  watt.  Radiasi matahari  pada  jam  tersebut  sangat  kecil  dan  hampir  sama dengan jam 15.00 WIB yang mengsilkan 50 Watt. Grafik daya maksimum solar cell dapat dilihat pada Gambar 4.

## B. Pengujian sensor Tegangan
Sensor tegangan di buat dengan menggunakan dua resistor sebagai  pembagi  tegangan  dengan range pembacaan  sensor pembagi tegangan yaitu antara 0 volt hingga 230 volt, maka di dapatkan  pehitungan  resistor  adalah  sebesar  100  kΩ  yang  di susun secara seri dengan resistor 2,2 kΩ.
Gbr 1 Blok Diagram Sistem Kontrol MPPT InC pada Converter DC/DC Tipe SEPIC Untuk Stasiun Pengisian Baterai Sepeda Listrik Menggunakan Solar Cell
TABEL I S PESIFIKASI DC/DC TIPE SEPIC Parameter Nilai Tegangan Masukan 34-39 Volt Tegangan Keluaran 54 Volt Arus Keluaran 3 A Frekuensi Switching 62,5 kHz
Gbr 2 Topologi SEPIC Converter Gbr 3 Algoritma MPPT InC
Sehingga  dapat  di  peroleh  grafik  hasil  pembacaan  sensor tegangan  dan  digital  multimeter  yang  hasilnya  mendekati sama,  karena  rata-rata error persen  yang  di  dapatkan  sebesar 0.2473  %  seperti  pada  gambar  5.  Dengan  rata-rata error sebesar  0.2473  %  maka  grafik  yang  di  hasilkan  akan  sangat berhimpitan dan mendekati sama

## C. Pengujian Sensor Arus
Sensor  arus  ACS712  berkerja  dengan  menerapkan  hall effectsebagai pengganti resistor shunt dan current transformer .  Arus  listrik  yang  megalir  di  dalam  sensor ACS712  akan  mengakibatkan  adanya  medan  magnet  yang menginduksi  bagian  dynamic  offset  cancellation  pada ACS712  yang  kemudian  di  kuatkan  oleh  amplifier  dan kemudian  akan  di  filter  sebelum  di  keluarkan  melalui  kaki  6 dan  7  pada  sensor  arus  ACS712.  Cara  untuk  mengkalibrasi sensor  arus  hamper  dama  dengan  sensor  tegangan  yaitu dengan cara melakukan perbandingan antara arus yang terukur oleh  digital  multimeter  yang  terukur  dengan  nilai  ADC  yang terbaca  oleh  sensor  arus  ACS712  dengan  bantuan  Arduino. Berdasarkan  keseluruhan  data  di  perloleh hasil  rata-rata  error pembacaan  sensor  yaitu  sebesar  1.6558  %  sehingga  dapat dibuat  grafik  perbandingan  antara  sensor  arus  dengan  digital multimeter,  seperti  yang  terdapat  pada  Gambar  7  dimana diketahui  bahwa  hasil  grafik  yang  di  dapatkan  akan  sangat berhimpitan dikarenakan pembacaan rata-rata error dari sensor yaitu sebesar 1.055352 %.
Gbr 4. Grafik Karakteristik Solar Cell
Gbr 5. Grafik Perbandingan Sensor Tegangan Dengan Multimeter
Gbr 6. Hasil Rancangan SEPIC Converter
TABEL III P ENGUJIAN KARAKTERISTIK SOLAR CELL
Jam (WIB) Voc (Volt) Isc (A) Pout (W) Radiasi (W/m2) Kondisi Cuaca 7:30 39 0,39 15 179 Cerah 8:00 39,6 0,84 33 420 Cerah 8:30 39,2 3,04 119 584 Cerah 9:00 39,1 4,72 185 839 Cerah 9:30 39,2 5,8 227 892 Cerah 10:00 38,2 4,96 189 886 Cerah 10:30 38,6 5,01 193 886 Cerah 11:00 37,2 1,35 50 124 Berawan 11:30 39,4 2,99 118 271 Berawan 12:00 38,5 4,06 156 882 Cerah 12:30 38,1 4,51 172 828 Cerah 13:00 36,9 2,15 79 201 Berawan 13:30 39,8 3,22 128 637 Cerah 14:00 37,7 1,65 62 213 Berawan 14:30 38 1,56 59 158 Cerah 15:00 38 1,36 52 89 Cerah 15:30 36,6 0,28 10 68 Cerah
TABEL IIIII P ENGUJIAN S ENSOR T EGANGAN Digital Multimeter (Volt) Sensor (Volt) Eror Persen (%) 5 4.99 0.2 10.02 10.05 0.2994 15.3 15.3 0 20.02 20.09 0.34965 25 25.02 0.08 30.1 30.18 0.26578 35.06 35.1 0.11409 40.17 40.26 0.22405 45.04 45.16 0.26643 50.17 50.32 0.29898 55.03 55.3 0.49064 60.76 60.99 0.37854

## D. Pengujian SEPIC Converter
Perancangan SEPIC  converter yang  di  buat  disesuaikan berdasarkan  parameter  yang  telah  di  rencanakan  pada  bab sebelumnya.  Dengan  menggunakan  acuan  perhitungan  untuk masing-masing  komponen  dalam  perancangan SEPIC converter. Pengujian SEPIC  converter dilakukan  dengan menggunakan tegangan masukan yaitu sebesar 31 volt, hal ini di lakukan karena besarnya tegangan yang dihasilkan dari dua buah  solar  cell  sebesar  100  WP  ( watt  peak )  dengan konfigurasi secara seri dapat menghasilkan tegangan antara 31 Volt  hingga  39.1  Volt  berdasarkan  data  pengujian karakteristik  solar  cell  pada  tabel  2  dan  bersarnya  teganan yang  sering  muncul  pada  saat  pengujian  tersebut  berkisar lebih dari 31 volt selama dilakukan pengujian sehingga untuk mensimulasikan  pengujian SEPIC  converter digunakan tegangan masukan SEPIC converter yaitu  sebesar 31 Volt.
Berdasarakan  Tabel  5  pada  pengujian SEPIC  converter dengan menggunakan resistor 330 Ohm sebagai dummy load , maka range duty cycle pada SEPIC converter bekerja sebagai penurun  tegangan  pada  duty  cycle  0%  -  50%  yang  diketahui berdasarkan tegangan keluaran (Vout) SEPIC converter masih tetap  sama  dengan  tegangan  masukan  (Vin),  sehingga diketahui  bahwa  SEPIC  converter  mulai  bekerja  sebagai penaik tegangan pada duty cycle 50 % hingga 80 %. Pada saat SEPIC converter mulai bekerja yaitu dengan duty cycle diatas 50  %    maka  dihasilkan  Vout SEPIC  converter sebesar  33.3 Volt dengan arus yang di hasilkan yaitu sebesar 0.099 Ampere.

## E. Pengujian Efisiensi SEPIC Converter
Pengujian selanjutnya yaitu dilakukan untuk mendapatkan daya  input  dan  daya  output  pada SEPIC  converter untuk didapatkan  efisiensi  pada SEPIC  converter .  Efisiensi pengujian SEPIC  converter dilakukan  dengan  menggunakan dummy load berupa resistor kapur sebesar 330 Ω. Sehingga di dapatkan  nilai  daya  dari  perkalian    antara  Vin  dan  Iin,  serta Vout  dan  Iout,  nilai  efisiensi  didapatkan  dari  ((daya ouput/daya input) x 100).
Nilai  efisiensi  pada  penelitian  ini  didapatkan  dari perbandingan  antara  daya  output  dan  daya  input  dari  hasil pengukuran sebelumnya untuk tegangan dan arus pada SEPIC converter. Maka berdasarkan data yang di peroleh pada tabel 6 didapatkan  bahwa  nilai  efisiensi  untuk  SEPIC  converter berada  di  atas  90  %,  dengan  variasi  duty  cycle  antara  50  % hingga  80  %.  Dengan  nilai  efisiensi  tertinggi  yaitu  pada  saat duty  cycle  sebesar  65  %,  dengan  nilai  efisiensi  yang  di dapatkan yaitu sebesar 99.118%.

## F. Pengujian SEPIC converter dengan Kontrol MPPT InC
Tahapan  pengujian  selanjutnya  yaitu  tentang  pengujian SEPIC converter dengan menggunakan metode kontrol MPPT InC,  pengujian  yang  dilakukan  yaitu  dengan  memberikan beban  resistif  yang  beripa  resistor  kapur,  dengan  variasi hambaran yang digunakan yaitu  sebesar 50 Ω, 100 Ω, 220 Ω dan  330  Ω.  Pemberian  beban  resistif  ini  disamakan  dengan variasi beban yang digunakan saat pengujian SEPIC converter open  loop  (tanpa  menggunakan  kontrol).  Dimana  pada
pengujian  ini  dilakukan  untuk  mengetahui  perbedaan  antara SEPIC  converter  saat  bekerja  tanpa  kontrol  dibandingkan dengan  SEPIC  converter  saat  bekerja  menggunakan  metode kontrol MPPT InC.

## Gbr 7. Perbandingan Sensor Arus Dengan Multimeter

## TABEL IVV
P ENGUJIAN S ENSOR A RUS ACS712 Sensor Arus (A) Digital Multimeter (A) Error Persen (%) 0,21 0,213 1,429 0,51 0,498 2,353 0,75 0,739 1,467 0,74 0,749 1,216 0,87 0,886 1,839 1,29 1,277 1,008 1,4 1,381 1,357 1,59 1,573 1,069 1,74 1,764 1,379 1,97 2,01 2,030 2,03 2,07 1,970 2,15 2,181 1,442 2,33 2,363 1,416 2,55 2,597 1,843 2,76 2,812 1,884 2,84 2,922 2,887 3,08 3,128 1,558
Gbr 8.  Grafik Hubungan antara Duty Cycle dengan Vout
Gbr 9. Grafik Perbandingan antara Daya Input dengan Daya Output
Untuk pengujian yang pertama yaitu dengan menggunakan beban resistif sebesar 50 Ω, dimana diketahui bahwa pada saat pengujian open  loop saat  dilakukan  pembebanan  maka tegangan  akan  terus  mengalami  drop  tegangan,  dan  akan berbeda  saat  menggunakan  metode  kontrol  MPPT  InC , maka saat  dilakukan  pembebanan  akan  terjadi  drop  tegangan  yang kemudian  akan  kembali  lagi  pada set  point dengan  cara penambahan  PWM  sehingga  merubah  besarnya duty  cycle pada  SEPIC converter .  Pada  saat  pengujian  menggunakan kontrol MPPT InC diektahui bahwa terjadinya drop  tegangan sebelum  kembali  menuju  set  point  adalah  sebesar  9  Volt. Waktu  yang  di  perlukan  untuk  kembali  pada set  point ( recovery  time) adalah  sebesar  171 milisecond dengan  grafik data pengujian yang dapat dilihat pada Gambar 10.
TABEL V P ENGUJIAN D UTY C YCLE PWM Duty cycle (%) Vin (V) I in (A) V out (V) I out (A) 25.5 10 31 0.007 4.6 0.014 38.25 15 31 0.01 6.8 0.02 51 20 31 0.014 9 0.027 63.75 25 31 0.019 11.04 0.033 76.5 30 31 0.027 14.17 0.043 89.25 35 31 0.04 17.52 0.05 102 40 31 0.05 21.77 0.066 114.75 45 31 0.08 26 0.078 127.5 50 31 0.11 33.3 0.099 140.25 55 31 0.178 39.5 0.12 153 60 31 0.235 47.08 0.154 165.75 65 31 0.386 58.14 0.204 178.5 70 31 0.6 70.2 0.254 191.25 75 31 0.9 88.6 0.294 204 80 31 1.57 125 0.38
TABEL VI
P ENGUJIAN E FISIENSI SEPIC C ONVERTER Duty cycle (%) Daya Input (W) Daya Output (W) Efisiensi (%) 10 0.217 0.064 29 15 0.31 0.136 44 20 0.434 0.243 56 25 0.589 0.364 62 30 0.837 0.609 73 35 1.24 0.876 71 40 1.55 1.437 93 45 2.48 2.028 82 50 3.41 3.297 97 55 5.518 4.74 86 60 7.285 7.250 96 65 11.966 11.860 99 70 18.6 17.831 96 75 27.9 26.048 93 80 48.67 47.5 97
TABEL VII P ENGUJIAN SEPIC DENGAN B EBAN R ESISTIF Beban (Ohm) Drop Tegangan (Volt) Recovery Time ( ms ) 50 9 171 100 10 105 220 12 70 330 13 40 Gbr 10. Grafik Output tegangan Beban 50 Ohm Gbr 11. Grafik Output tegangan Beban 100 Ohm

## G. Pengujian SEPIC converter dengan Menggunakan Beban Baterai Sepeda Lsitrik
Pengujian  SEPIC  converter  yang  terakhir  adalah  dengan pengisian baterai sepeda listrik 48 Volt. Baterai ini terdiri dari 4 baterai dengan tegangan 12 Volt yang dirangakai secara seri. Baterai  ini  nantinya  akan  digunakan  sebagai  aktuator  utama sepeda  listrik  yaitu  motor  Brushless  Direct  current  (BLDC). Data pengisian baterai dapat dilihat pada Tabel 8.
Pengujian  SEPIC converter pada  hari  pertama,  maka diketahui  bahwa  Vin  dari  SEPIC converter (tegangan  dari panel  surya)  mengalami  drop  tegangan  rata-rata  menjadi sekitar  32  Volt  jarena  arus  charging  tingi,  sehingga  tegangan panel surya akan menjadi drop. Tegangan input converter dari solar  cell  yang  paling  tinggi  berada  pada  saat  baterai  hampir penuh yaitu mencapai nilay diatas 37 Volt.
Arus charging rata-rata pada hari pertama yaitu 2,2 Ampere. Dan  untuk  besarnya  arus charging tertinggi  yaitu  pada  jam 09.00 WIB dengan radiasi pada jam tersebut yaitu sebesar 873 Watt/m 2 dan  arus charging sebesar  2,58  Ampere.  Untuk  arus charging terendah  terdapat  pada  pukul  14.00  WIB  dengan radiasi  matahari  yang  terjadi  pada  saat  itu  yaitu  sebesar  665 Watt/m 2 dan  didapatkan  arus charging sebesar  1,42  Ampere. Untuk hari kedua pada tanggal 05 Mei 2019, arus rat-rata pada pukul  09.00  adalah  1,32  Ampere.  Arus charging pada  saat pengujian dipengaruhi oleh radiasi matahari.
TABEL VIII P ENGUJIAN P ENGECASAN B ATERAI DENGAN S EPEDA L ISTRIK Tanggal Jam (WIB) Vin (V) Vout (V) Iin (A) Iout (A) Vbat (V) 28-Apr-19 9.00 32,6 50,03 4,74 2,58 46,3 28-Apr-19 9.15 33,2 50,33 4,61 2,58 46,38 28-Apr-19 9.30 35,6 50,39 4,49 2,48 46,46 28-Apr-19 9.45 35,3 50,42 4,2 2,5 46,54 28-Apr-19 10.00 35,8 50,58 3,98 2,49 46,62 28-Apr-19 10.15 36,1 50,59 3,95 2,38 46,7 28-Apr-19 10.30 36,5 50,74 3,87 2,36 46,78 28-Apr-19 10.45 35,7 51,26 3,97 2,36 46,86 28-Apr-19 11.00 35,7 51,33 3,86 2,31 46,94 28-Apr-19 11.15 35,9 51,46 3,79 2,28 47,02 28-Apr-19 11.30 36 51,74 3,68 2,22 47,1 28-Apr-19 11.45 36,2 51,79 3,64 2,22 47,18 28-Apr-19 12.00 36,3 51,82 4,03 2,18 47,25 28-Apr-19 12.15 36,2 51,93 3,48 2,17 47,34 28-Apr-19 12.30 35,8 52,04 3,52 2,17 47,42 28-Apr-19 12.45 35,8 52,31 3,42 2,1 47,5 28-Apr-19 13.00 36,1 52,45 3,36 2,07 47,58 28-Apr-19 13.15 36,1 52,48 3,31 1,85 47,66 28-Apr-19 13.30 33,4 52,67 3,28 1,81 47,74 28-Apr-19 13.45 35,6 52,84 3,21 1,76 47,82 28-Apr-19 14.00 31,8 52,93 3,2 1,45 47,9 05-Mei-19 9.00 35,8 53,97 2,54 1,32 48,02 05-Mei-19 9.15 34,7 54,18 2,23 1,16 48,12 05-Mei-19 9.30 36,6 54,33 1,84 1,09 48,27 05-Mei-19 9.45 36,5 54,43 1,85 1,08 48,44 05-Mei-19 10.00 36,8 54,57 1,53 0,91 48,59 05-Mei-19 10.15 36,8 54,89 1,51 0,91 49,16 05-Mei-19 10.30 36,9 54,69 1,49 0,87 49,23 05-Mei-19 10.45 32,9 54,77 1,46 0,83 49,37 05-Mei-19 11.00 33 54,89 1,5 0,74 49,44 05-Mei-19 11.15 33,3 55,03 1,09 0,65 49,46 05-Mei-19 11.30 34,3 55,33 1,05 0,59 49,62 05-Mei-19 11.45 37,7 55,45 0,77 0,48 49,86 05-Mei-19 12.00 37,7 55,49 0,6 0,37 50,16 05-Mei-19 12.15 37,8 55,52 0,35 0,22 50,28
Arus  charging  juga  berbanding  lurus  dengan  lama  waktu proses pengisian baterai,  semakin  lama waktu  charging maka semakin  kecil  arus yang  dihasilkan.  Pada pukul  12.15 di  hari kedua  arus  charging  semakin  mendekati  nilai  0,  yaitu  0,22 Ampere.
Tegangan charging yang dihasilkan oleh SEPIC converter akan terus menerus naik dari awal pengujian dengan tegangan charging yaitu  sebesar  50,03  Volt  hingga  pada  terakhir pengujian yaitu dengan tegangan sebesar 52,93 Volt pada hari pertama,  tegangan  yang  dikeluarkan  oleh  SEPIC converter akan  berkebalikan  dengan  arus  yang dikeluarkan oleh  SEPIC converter dimana  pada  awal charging arus  yang  dihasilkan yaitu  sebesar  2,58  Ampere  dan  akan  terus  turun  hingga menjadi sebesar 1.45 Ampere.
Data  pada  pengujian  hari  kedua  menunjukkan  bahwa tegangan yang dihasilkan oleh panel surya telah menjadi lebih besar  dibandingkan  data  pengujian  hari-hari  sebelumnya, dimana  tegangan  rata-rata  yang  dihasilkan  oleh  panel  surya atau  sebaga input SEPIC converter yaitu  35.77  volt  dengan
arus  rata-rata  yaitu  sebesar  1,41  Ampere.  Sedangkan  untuk tegangan  rata-rata  yang  dikeluarkan  oleh  SEPIC converter yaitu  sebesar  54,83  Volt  dengan  arus  rata-rata  yang  semakin mengecil yaitu sebesar 0.8 Ampere
Untuk  tegangan  baterai  yang  dihasilkan  pada  saat  kondisi baterai  kosong  yaitu  46,3.  Pada  indikator  baterai  yang  ada pada  sepeda  listrik  menunjukkan  pada  indikator  10  persen. Pada  tegangan  tersebut  saat  pengisian  baterai  membutuhkan arus  yang  sangat  tinggi  untuk  memulai  proses  charging. Setelah  dilakukan  pengisian  selama  1  jam,  tegangan  baterai adalah  46,  62  Volt  sedangngkan  arus  yang  dibutuhkan semakin  menurun.  Tegangan  baterai  berbanding  terbalik dengan  arus  yang  dibutuhkan  untuk  melakukan  pengisian baterai dan berbanding lurus dengan waktu pengisian baterai. Pada  hari  kedua  saat  mekakukan  pengisian  baterai  tegangan rata-rata  beterai  adalah  49,14  Volt.  Grafik  dari  tegangan baterai pada saat dilakukan pengisian adalah sebagai berikut.
Gbr 12. Grafik Vin SEPIC converter
Gbr 13. Grafik Arus Charging SEPIC Converter
Gbr 14. Grafik Tegangan Output SEPIC Converter
Gbr 15. Grafik Tegangan Baterai saat Pengisian
Lama  waktu  yang  dibutuhkan  untuk  proses  pengisian baterai  adalah  8.75  jam.  Pada  penelitian  ini  telah  mencapai target yang akan dicapai yaitu mempercepat pengisian baterai dari  yang  sebelumya  yaitu  lebih  dari  12  jam.  Waktu  tersebut hampir mendekati dengan charging dari sepeda listrik yaitu 8 jam.  Sedangkan  arus  charging  juga  telah  memenuhi  target. Dimana  pada  penelitian  sebelumnya  arus  charging  yang dikeluarkan  adalah  1  Ampere  sedangkan  pada  penelitian  ini adalah  lebih  dari  2  Ampere  untuk  awal  pengisian  baterai. Berikut ini merupakan perancangan SEPIC converter.

## IV. K ESIMPULAN
Nilai  efisiensi  tertinggi  pada  SEPIC  converter  dengan beban 330 Ω terdapat pada saat duty cycle 65 % dengan daya input 11.9 watt dan daya output sebesar 11.86 watt, sedangkan untuk efisiensi terendah terdapat saat duty cycle 10 % dengan nilai  efisiensi  yaitu  29  %  dengan  daya  input  sebesar  0.217 watt dan daya output 0.064 watt. Total waktu yang dibutuhkan saat melakukan pengisian baterai adalah 8,75 jam.
R EFERENSI
[1] Numbeo. Pollution index [Place unknown]: [updated 2009-2019; cited 2018 Sep 15]. Available from: https://www.numbeo.com/pollution/rankings.jsp?title=2018 [2] Departemen  Kesehatan  R.I.  2013.  Parameter  Pencemaran  Udara  dan Dampaknya Terhadap Kesehatan. Jakarta: DepKes RI
[3] kominfo.go.id.  (2016,  november  25).  kementrian  komunikasi  dan informatika.  Retrieved  from  kominfo  web:  https:  //web.kominfo.go.id /sites/ default/ files/ 0510_Kebutuhan_Listrik_Indonesia
[4] Eakburanawat  &  Boonyaroonate.  (2010).  “Development  Of  100  W High  Efficiency  MPPT  Power  Conditioner  and  Evaluation  of  TEG system With Battery Load”. Tokyo National College of Technology.
[5] Chiang,  S.  J.,  &  Shief,  H.-J.  (2009).  Modeling  and  Control  of  PV Charger SystemWith SEPIC Converter. IEEE Transaction on Industrial Electronics,4344-4353.
[6] William,  I.  C.,  &  Ramesh,  D.  R.  (2013).  Comparative  Stufy  of  P&O and InC.
[7] Ranjan, S. B., & Kumar, T. M. (2013). Design of single ended primary inductordc/dc converter. india: National Institute of Technology.
[8] Kok,  T.  S.,  Mekhilef,  S.,  &  Safari,  A.  (2013).  Simple  adn  low  cost incrementalconductance  maximum  power  point  traking  using  buck- boost converter. journal of renewable energy and sustainable energy 5, 1-12.