## Perancangan Boost Konverter Sebagai Penguat Umpan Balik Charger Control Baterai  Pada Panel Surya

## Venny Yusiana
Dosen Teknik Listrik, Fakultas Teknik, Universitas Batanghari Jambi
e-mail : vyusaki@yahoo.com

## Abstrak
Pemanfaatan  dari  energi  surya  dapat  menghasilkan  energi  listrik  dengan  menggunakan  komponen  panel surya.  Komponen  panel  surya  ini  dapat  merubah  intensitas  matahari  menjadi    energi  listrik  DC  ( Direct Current ), besar energi listrik DC  yang  dihasilkan dari panel surya tergantung dari kuat intensitas matahari jika kaadaan intensitas matahari yang tidak konstan dapat menyebabkan kerja dari panel surya tidak efektif, untuk itu diperlukan sebuah rangkaian elektronik daya DC Chopper . Pada penelitian ini menggunakan DC Chopper yang  digunakan  adalah Boost  Converter . DC  Chopper tipe Boost  Converter adalah DC chopper yang  keluarannya  dapat  dinaikkan. DC  Chopper ini  akan  diaplikasikan  sebagai  suplai  daya DC yang dihasilkan  panel  surya  sebagai  charger  baterai,  dimana DC  chopper ini  digunakan  sebagai  penguat  umpan balik ( feedback ) saat terjadi jatuh tegangan ketika intensitas cahaya matahari menurun.
Kata kunci: Boost Konverter, LDR, Panel surya.

## PENDAHULUAN
Energi surya merupakan energi baru terbarukan dimana dalam pemanfaatan-nya selalu di optimalkan karena intensitas cahaya dari  energi surya yang tidak selalu konstan,  sel surya atau komponen panel surya adalah  komponen  yang  dapat  mengubah  besar  intensitas  sinar  matahari  menjadi  energi  listrik  yang  bisa dimanfaatkan secara langsung oleh beban atau juga sebagai charger baterai sehingga energi listrik tersebut dapat disimpan, keadaan intensitas matahari yang tidak selalu konstan mengakibatkan terjadinya penurunan energi  listrik  dari  panel  surya  sehingga  proses  charger  pada  baterai  tidak  optimal,  untuk  itu  diperlukan sebuah rangkaian elektronika daya sebagai penguat umpan balik panel surya.
Aplikasi  elektronika  daya  dewasa  ini  sangat  banyak  digunakan  salah  satu  diantaranya  adalah DC Chopper . DC  Chopper ini  mempunyai  banyak  aplikasi.  Aplikasi  yang  sudah  ada  sekarang  ini  adalah  DC Chopper sebagai  catu  daya  searah  yang  dapat  diregulasi,  dimana  catu  daya  searah  yang  digunakan  adalah catu daya searah bisa dinaikkan dan diturunkan sesuai dengan kebutuhan. Dengan memanfaatkan komponen saklar  daya  yaitu MOSFET maka  kita  bisa  mengatur  besar  keluaran  dari  catu  daya  searah [2] melalui pengaturan  lebar  pulsa  atau  PWM  yang  diberikan  pada  gate  MOSFET, DC  Chopper pada  Penelitian  ini dirancang  tipe Boost  converter .  DC Chopper yang  dirancang  dilengkapi  dengan  penguatan umpan  balik ( feedback ) dengan mengatur lebar pulsa pada gate MOSFET dari rangkaian daya, semakin besar lebar pulsa dari  rangkaian  PWM  yang  dibangkitkan  maka  keluaran  catu  daya  semakin  besar  pula.    Pengaturan  lebar pulsa  PWM  menggunakan  sebuah  tranduser  LDR  untuk  mengidentifikasikan  keadaan  intensitas  matahari, jika intensitas matahari berkurang maka dengan pengindaraan komponen  LDR dapat menaikan lebar pulsa PWM sehingga keluaran dari panel surya tetap stabil.

## METODE PENELITIAN
Metode  yang  digunakan  adalah  metode  ekperimental  yaitu  dengan  melakukan  percobaan  terhadap variabel yang diuji. Adapun variabel yang diuji adalah radiasi matahari dibumi( intensitas) yang tergantung keadaan spektrum solar ke bumi dimana insulation solar matahari akan berpengaruh pada arus dan tegangan, orientasi  pada  Panel  Surya  yaitu  mengoptimalkan  keluaran  tegangan  yang  diakibatkan  intensitas  matahari yang tidak selalu konstan. Diagram alir metode penelitian diperlihatkan pada gambar  dibawah.
START PERANCANGAN PENELITIAN PENGUKURAN INTENSITAS MATAHARI OUTPUT PANEL SURYA OUTPUT BOOST CONVERTER PENGUJIAN PERANCANGAN PENELITIAN PENGOLAHAN DATA PERBAIKAN PERALATAN FINISH YA TIDAK ANALISA

## Gambar 1. Diagram alir metode penelitian
Hasil atau unjuk kerja dari  Panel Surya menggunakan Boost converter pada Penelitian ini, dilakukan dilingkungan  Fakultas  Teknik  Universitas  Batanghari  Jambi  dan  waktu  pengambilan  data  dari  jam  09.00- 15.00 WIB.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil  dan  penelitian  ini  untuk  mengetahui  interaksi  variabel  dari  kuat  intensitas  matahari  dari  panel surya  serta  keluaran  yang  dihasilkan  boost  converter.  Pengambilan  data  pengujian  ini  dilakukan  selama  5 hari dimulai pada tanggal 16 April 2018 samapai pada tanggal 20 April 2018, berikut tabel hasil pengujian penelitian yang didapat  :
Tabel.1.  Hasil pengujian hari pertama (16 /4/18 )
No Waktu Intensitas Cahaya Matahari (Lux) Tegangan Solar Cell (Volt) Teganga Boost (Volt) Arus (mA) 1 10.00 – 11.05 120400 10.3 13.9 225 2 11.05 – 11.35 117300 10 12.7 217 3 11.35 – 12.05 31900 8.8 11.8 65 4 12.05 – 12.35 29900 8.6 11.6 47 5 12.05 – 13.05 20500 4.7 5.9 35
Dari  tabel  1.  hasil  pengujian  diatas,  terdapat  perubahan  dari  keluaran  tegangan  solar  dan  keluaran tegangan boost konverter  dalam  setiap  pengambilan  data,  tegangan  yang  dihasilkan  solar  cell  dipengaruhi oleh  intensitas  matahari,  semakin  besar  intensitas  maka  tegangan  yang  dihasilkan  juga  bertambah  besar. dalam  hal  ini  kerja  dari  rangkaian  boost  konverter  berusaha  untuk  menaikan  tegangan  keluaran  yang dihasilkan  dari  solar  cell.  Hubungan  kecendrungan  pengaruh  intensitas  matahari  terhadap  perubahan tegangan  yang  dihasilkan  dari  solar  cell  dan  boost  konverter  diperlihatkan  pada  gambar.1  dan  gambar  .2 dibawah
Gambar 2 Kurva linieritas intensitas matahari dan tegangan keluaran solar cell
Dari  gambar  2  diatas  kecenderungan  koefesien  determinasi  didapat  sebesar  0,62  hal  ini  dikarenakan perubahan  fluktuasi  intensitas  matahari  yang  terlalu  ekstrim  sehingga  keluaran  tegangan  dari  solar  cell kurang optimal.
Gambar .2 Kurva linieritas intensitas matahari dan tegangan keluaran boost konverter
Dari  gambar  3  diatas  kecenderungan  koefesien  determinasi  didapat  sebesar  0,54  lebih  kecil  dari keluaran tegangan solar cell hal ini dikarenakan perubahan fluktuasi intensitas matahari yang terlalu ekstrim dan juga pengaruh dari LDR yang berfungsi sebagai feedback pada rangkaian boost konverter.
Tabel.2  Hasil pengujian hari kedua ( 17/4/18 ) No Waktu Intensitas Cahaya Matahari (Lux) Tegangan Solar Cell (Volt) Teganga Boost (Volt) Arus (mA) 1 10.00 – 11.05 109100 6 7.3 40 2 11.05 – 11.35 59800 5.3 6.1 30 3 11.35 – 12.05 16300 4.3 5.2 20 4 12.05 – 12.35 90600 5.6 6.6 25 5 12.05 – 13.05 251 4.5 5.7 25
Dari table.2  hasil pengujian diatas, merupakan pengambilan data pada hari kedua dimana data yang didapat dipengaruhi faktor cuaca mendung sehingga besar  arus  yang didapat menuruan dikarenakan faktor bayangan  pada  solar  cell  yang  dipasang.  Hubungan  kecendrungan  pengaruh  intensitas  matahari  terhadap perubahan  tegangan  yang  dihasilkan  dari  solar  cell  dan  boost  konverter  diperlihatkan  pada  gambar.3  dan gambar.4 dibawah.
Gambar .3 Kurva linieritas intensitas matahari dan tegangan keluaran solar cell
Dari  gambar.3  diatas  kecenderungan  koefesien  determinasi  didapat  sebesar  0,95  yang  artinya perubahan fluktuasi  intensitas  matahari  cenderung  konstan  walaupun  keluaran  arus  solar  cell  yang  didapat kecil dan keluaran tegangan dari solar cell kurang optimal.
Gambar .4 Kurva linieritas intensitas matahari dan tegangan keluaran boost konverter
Dari  gambar.4  diatas  kecenderungan  koefesien  determinasi  keluaran boost konverter  menurun  yaitu sebesar  0,85  atau  lebih  kecil  dari  koefesien  determinasi  keluaran  tegangan  solar  cell  hal  ini  dikarenakan pengaruh dari LDR yang berfungsi sebagai feedback pada rangkaian boost converter.
Tabel.3.  Hasil pengujian hari ketiga ( 18/4/18 )
No Waktu Intensitas Cahaya Matahari (Lux) Tegangan Solar Cell (Volt) Teganga Boost (Volt) Arus (mA) 1 10.00 – 11.05 32500 7.6 8.8 45 2 11.05 – 11.35 24500 6.4 7.2 45 3 11.35 – 12.05 18300 5.6 6.1 30 4 12.05 – 12.35 20800 6 6.3 35 5 12.05 – 13.05 19600 5.8 6.2 30
Dari tabel 3 hasil pengujian diatas, merupakan pengambilan data pada hari ketiga dimana data yang didapat sama seperti pengambilan data pada hari kedua yaitu dipengaruhi faktor cuaca mendung. Hubungan kecendrungan pengaruh intensitas matahari terhadap perubahan tegangan yang dihasilkan dari solar cell dan boost konverter diperlihatkan pada gambar.5 dan gambar.6 dibawah.
Gambar 5. Kurva linieritas intensitas matahari dan tegangan keluaran solar cell
Dari  gambar  5  diatas  kecenderungan  koefesien  determinasi  didapat  sebesar  0,22  yang  artinya perubahan fluktuasi intensitas matahari cenderung sangat besar yang mengakibatkan keluaran arus solar cell yang didapat kecil dan keluaran tegangan dari solar cell kurang optimal.
Gambar.6  Kurva linieritas intensitas matahari dan tegangan keluaran boost konverter
Dari  gambar  .6  diatas  kecenderungan  koefesien  determinasi  keluaran boost konverter  hampir  sama dengan koefesien determinasi keluaran tegangan solar cell  dikarenakan kemampuan LDR untuk menangkap intesitas matahari yang berfungsi sebagai feedback pada rangkaian boost konverter sama seperti kemampuan solar  cell.  Berdasarkan  pengamatan  selama  penelitian  penulis  hanya  memperlihatan  tiga  hari  pengamatan untuk penerbitan jurnal ini.

## SIMPULAN
Dari penelitian ini disimpulkan :
1. Penambahan  boost  converter  pada  rangkaian  panel  surya  dapat    dimanfaatkan  sebagai  penaik  tegangan saat intensitas cahaya matahari menurun.
2. Dengan  hasil  pengukuran  yang  didapat  pada  penelitian  ini  terlihat  tegangan  yang  dihasilkan  akan mendekati konstan setelah ada penambahan boost converter sehingga dapat di manfaatkan pada peralatan listrik dengan skala tertentu.

## DAFTAR PUSTAKA
Anonim PhotovoltaicFundamentals , 2005.
Budhi Priyanto,  “ Peningkatan  Daya  Keluaran  Sel  Surya  Dengan  Penambahan  Intensitas  Berkas Cahaya Matahari” ,Jurnal Neutrino Vol.5, No. 2,2013 Siswoyo, TEKNIK LISTRIK INDUSTRI , 3rd ed. Jakarta: Direktur Pembinaan Sekolah Menengah, 2008 Rashid,  M.  H.  1993. Power  Electronics  :  Circuit, Devices,  and  Application. New  Jersey  :  Prentince-Hall International Inc
Subekti  Yuliandana,  Gede  Sarya  dan  RA  Retno  Hastijanti,” PengaruhPerubahan  Intensitas  Matahari terhadap Daya Keluaran Panel Surya ” , Jurnal Pengabdian  LPPM Untag Surabaya, Nopember 2015, Vol 01, N0.02,
Muhammad. R, Elektronika Daya, Jilid 1, Prentice Hall Inc, New Jersey, 2003 [7]Mukund  R.  P, Wind  And SolarPower  Sistem, S Merchant  Marine Academy Kings , New York, 2000.