## SISTEM KENDALI PENGISIAN BATERAI PADA PLTS
Abu Khasan
Fakultas Teknik dan Informatika Program Studi Teknik Elektro Universitas PGRI Semarang Email: abukhasan96@gmail.com

## ABSTRAK
Kebutuhan energi semakin meningkat energi surya merupakan energi terbarukan yang sangat penting untuk  dikembangkan  dan  dimanfaatkan  sebagai  sumber  energi  alternatif  untuk  mengatasi  krisis  energi khususnya  minyak  bumi.  Panel  surya  adalah  alat  untuk  merubah  energi  panas  matahari  menjadi  energi listrik yang nantinya akan di tampung  pada baterai untuk penggunaan  selannjutnya, maka  diperlukan alat untuk  pengisian  baterai.  Penggunaan  sistem  kendali  pengisian  baterai  pada  PLTS  dengan Buck Converter/Step  down Menggunakan  metode tree  smart  charger .  Pada  fase bulk Baterai  atau  aki  akan di charge r dengan arus konstan target tegangan 14,4 – 14,6 volt selama 5 jam maka aki akan terisi 70 persen, lanjut  fase absorption proses  pengisian  untuk  sisa  30  persen  tegangan  baterai  akan  dijaga  sesuai  dengan tegangan bulk , adalah proses pengisian pelan-pelan menurunkan arus yang membutuh waktu sekitar 5 jam untuk menjaga baterai tetap baik. Dalam penelitian ini pengambilan data di dapatkan arus terbesar yang di dapat adalah 1,184 ampere. Pada fase Absorption/constant voltage tegangan target 14,7 volt di dapatkan rata-rata data nilai tengangan puncak 14,91 volt dan tengangan bawah 14,55 volt, selisih tegangan 0,36 volt. Untuk  Tegangan  awal  baterai  12,46  volt,  sistem  otomatis  membagi  dalam  11  tahap  dengan  rata-rata kenaikan tiap tahap berkisar 0,173 volt dan rata-rata rentang tegangan adalah 0,107 Volt
Kata Kunci: panel surya, pengisian baterai, fase bulk

## ABSTRACT
Energy needs are increasing solar energy is a renewable energy that is very important to be developed  and  used  as  an  alternative  energy  source  to  overcome  the  energy  crisis,  especially petroleum.  A  solar  panel  is  a  device  for  converting  solar  thermal  energy  into  electrical  energy which will later be accommodated in a battery for further use, so a tool is needed for charging the battery. Use of a battery charging control system in PLTS with Buck Converter/Step down Using the  tree  smart  charger  method.  In  the  bulk  or  battery  phase  the  battery  will  be  charged  with  a constant  target  voltage  current  of  14.4  –  14.6  volts  for  5  hours,  the  battery  will  be  70  percent filled,  then  the  absorption  phase  of  the  charging  process  for  the  remaining  30  percent  of  the battery voltage will be maintained according to the bulk voltage, i.e. the charging process slowly lowers  the  current  which  takes  about  5  hours  to  keep  the  battery  good.  In  this  study,  the  data collection  obtained  the  largest  current  that  was  obtained  was  1,184  amperes.  In  the Absorption/constant voltage phase, the target voltage is 14.7 volts, the average data value for the peak voltage is 14.91 volts and the lower voltage is 14.55 volts, the difference in voltage is 0.36 volts.  For  the  initial  battery  voltage  of  12.46  volts,  the  system  automatically  divides  it  into  11 stages with an average increase in each stage of around 0.173 volts and the average voltage range is 0.107 Volts.
Keywords: solar panels, battery charging, bulk phase

## 1. PENDAHULUAN
Pertumbuhan  dan pembangunan  di  Indonesia  semakin  meningkat,  termasuk  juga  kebutuhan  energi listrik. Sebagian besar bidang pembangunan membutukan listrik dalam pengoprasianya. Hal seperti ini bisa dimaklumi dikarena pertumbuhan pembangunan di negara Indonesia ditandai dengan tingkat pertumbuhan industri  industri  menengah  maupun  besar,  dan  semuanya  membutuhkan  energi  listrik  untuk  penggerak mesin.  Untuk  mencari  sumber  energi  baru  harus  memenuhi  syarat  untuk  menghasilkan  sejumlah  besar
energi,  biaya  ekonomi  dan  dampak  negatif  terhadap  lingkungan.  Sumber  energi  yang  berkualitas  adalah energi cahaya matahari. Dengan menggunakan panel surya, energi matahari dirubah menjadi energi listrik. (Sembiring, 2018)
Energi surya adalah energi panas dan cahaya yang dipancarkan matahari. Energi surya termasuk salah satu  sumber  energi  terbarukan  untuk  dikembangkan  dan  dimanfaatkan  dalam  kebutuhan  sehari  -  hari. Pemanfaatan  energi  surya  alternatif  untuk  mengatasi  krisis  energi,  khususnya  minyak  bumi    sejak  tahun 1970-an mendapat perhatian yang besar dari banyak negara di dunia. Energi surya  yang jumlahnya tidak terbatas,  pemanfaatannya  juga  tidak  menimbulkan  rusaknya  lingkungan  dan  polusi.  Cahaya  atau  sinar matahari  dikonversi  menjadi  listrik  menggunakan  teknologi  sel  surya  atau fotovoltaik .(Panulisan  et  al., 2023)
Energi listrik alternatif yang dihasilkan panel surya telah digunakan sebagai solusi energi terbarukan untuk  menunjang  kehidupan  manusia.  Pembangunan  pembangkit  listrik  tenaga  surya  membutuhkan perencanaan yang sangat baik agar tidak menimbulkan dampak yang berlebihan bagi lingkungan. Untuk membangun suatu pembangkit listrik tenaga surya memerlukan investasi awal yang cukup mahal. Sehingga perlu dirancang komponen pembangkit listik tenaga surya yaitu salah satunya solar charge controller yang optimal, dan ekonomis sehingga diperoleh perencanaan pembangunan PLTS yang optimal.(Mufit, 2017)
Pengisian menggunakan trafo konvensional yaitu pengisian baterai dengan langsung setpoin tegangan di 14,7-15,5 volt dengan arus maksimal trafo konvensional tersebut yang akan mempendek usia baterai dari rata-rata  usia  baterai  pada  umumnya.  Pada  penelitian  ini  akan  dijelaskan  tentang  perancangan  sistem pengisian baterai otomatis menggunakan arduino uno dengan tahapan pengisian pada aplikasi pembangkit listrik tenaga surya. Tegangan keluaran dari solar cell mempunyai nilai + 21 Volt pada kondisi maksimum, maka  perlu  diturunkan  tegangan  untuk  proses charging  accumulator yang  mempunyai  6  sel  dan  setiap selnya  bertegangan  2,30  -  2.45 Volt.(Amiruddin,  2015)  Maka  untuk  proses  pengisian  baterai  diperlukan penurunan tegangan dengan rentang tegangan 13,8 - 14,5 Volt. Pada pembahasan ini menggunakan dc-dc converter yang bertujuan untuk menurunkan tegangan dengan mengatur duty cycle agar tegangan stabil di 13,8 Volt

## 2. METODOLOGI PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan untuk membuat sistem rancang bangun pengsisian baterai yang bersumber dari  panel  surya  dengan  metode buck  converter dan  di  kontrol  dan  di  monitor  dengan  Arduino  Uno pendekatan  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah  menggunkan  pendekatan  penelitian  dan pengembangan (Research and Development). (Haryati, 2012)

## 2.1. Diagram Alir Perencanaan Alat
Desain penelitian ini dilakukan berdasarkan diagram alir ( flowchart ) pembuatan alat berikut ini:

## Gambar 1. Diagram Alir Pembuatan Alat
Dari  flowchart  diatas  di  jelaskan  di  awal  program  inisiasi  perangkat  apa  aja  yang  terubun  dengan Arduino, setelah inisiasi kemudian membaca nilai ADC dari sensor tegangan dan sensor arus yang nantinya akan di olah di dalam program,  selanjutnya masuk dalam program  nilai ADC dibatai untuk digunakan seleksi program, saat nilai ADC kurang dari target maka PWM akan naik sampai ke 50%, jika saat  angka ADC melebihi target maka PWM turun dari 50% sampai ke target.

## 2.2. Skema Alat
Desain alat ini di rancang terlebih dahulu dan dilakukan simulasi
Gambar 2. Skema Pembuatan Alat

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengujian  ini  menggunakan  tegangan input sebesaar  20  volt  tegangan  awal  pada  baterai  setelah  di rata-rata 12,46 volt yang di deteksi oleh alat mengirim informasi ke arduino untuk mengeluarkan pwm yang sesuai dengan target yang telah di tentukan begitu seterusnya sampai menuju titik puncak pada program yaitu di tegangan 14,7 volt.

## 3.1. Data Hasil Pengujian

## Gambar 3. Grafik tegangan dan waktu
Saat alat di hidupkan dan di hubungkan ke baterai alat akan membaca tegangan awal,  terdeteksi 12,46 volt pada program sistem akan otomatis membagi dalam beberapa tahap dalam pengisian baterai dengan target akhir 14,7 volt.
Tabel 1. Tahapan Target Pengisian Baterai Tahap Target (Volt) Simpangan (Volt) Tahap 1 12,523 0,065 Tahap 2 12,913 0,063 Tahap 3 13,178 0,07 Tahap 4 13,495 0,117 Tahap 5 13,649 0,131 Tahap 6 13,787 0,109 Tahap 7 13,876 0,092 Tahap 8 14,078 0,148 Tahap 9 14,262 0,098 Tahap 10 14,267 0,093 Tahap 11 14,361 0,195
Tegangan yang masuk pada batrai bertahap sesuai dari program yang menyesuaikan tegangan awal baterai setelah mencapai target pertama akan naik ke tahap selanjutnya. Setelah mendekati tegangan pucak 14,7 volt maka kenaikan tahap akan semakin kecil dan setelah mencapai puncaknya maka tegangan akan bertahan di tegangan 14,70
Tegangan yang masuk pada batrai tidak jauh berbeda dengan bertambahnya arus, bertambah secara bertahap menyesuaikan program membaca tegangan pada baterai

## Tegangan
(volt)
Waktu (jam.menit)

## Gambar 4. Grafik arus dan waktu
Tegangan awal baterai 12,46 volt jadi arus yang mengalir dari hasil rata-rata arus yaitu 1,18 Ampere. Pada  awal  mulai  arus  kecil  karena  pembacaan  awal  tegnagn  masih  di  bawah  tegangan  target  setelah beberapa kali kenaikan maka arus juga semakin besar, bertahan di arus 1,18 karena tegangan pada baterai belum mencapai target dan arus terus mengalir sampai tegangan pada baterai sesuai target pada program.

## 4. KESIMPULAN
Dalam penelitian ini pengambilan data di dapatkan arus terbesar yang di dapat adalah 1,184 Ampere. Pada fase Absorption/constant voltage tegangan target 14,7 volt di dapatkan rata-rata data nilai tengangan puncak  14,91  volt  dan  tengangan  bawah  14,55  volt,  selisih  tegangan  0,36  volt.  Untuk  Tegangan  awal baterai 12,46 volt, sistem otomatis membagi dalam 11 tahap dengan rata-rata kenaikan tiap tahap berkisar 0,173 volt dan rata-rata rentang tegangan adalah 0,107 Volt

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  Panulisan,  B.  S.,  Suzanti,  W.,  Handayani,  Y.  S.,  Rakhim,  B.,  Permana,  S.,  Khaerudin,  D., Rini,  A.  S.,  &  Rahmatullah,  A.  (2023).  Indonesian  Journal  of  Thousand  Literacies. Indonesian Journal of Thousand Literacies IJTL , 1 (3), 241–360.
[2]  Mufit,  C.  (2017).  Rancang  bangun  solar  charge  controller  dengan  mode  fast  pwm menggunakan atmega 16 choirul mufit.
[3]  Amiruddin,  M.  (2015).  Perancangan  Sistem  Charger  Otomatis  pada  Pembangkit  Listrik  Tenaga Surya. Techné: Jurnal Ilmiah Elektroteknika, 14(02), 95-102.
[4]  Sembiring, A. (2018). Rancang Bangun Charger Controller Menggunakan Panel Surya (Solar Cell) dengan Output Lampu DC Berbasis Arduino Pro Mini. Universitas Sumatera Utara.
[5]  Haryati, S. (2012). Research And Development (R&D) Sebagai Salah Satu Model Penelitian Dalam. Academia, 37(1), 13.
Arus (Ampere)
Waktu (jam.menit)