rancang bangun mppt cuk converter dengan metode hill …citee.ft.ugm.ac.id/2019/download51.php?f=21....
Post on 17-Mar-2021
2 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Rancang Bangun Mppt Cuk Converter Dengan Metode Hill Climbing Pada Wind
Turbine Dengan Monitoring Iot
A. Lazif Safroni 1)
, Istiyo Winarno 2)
, Daeng Rahmatullah 3)
.
1),2)Teknik Elektro,Universitas Hang Tuah Surabaya
Jl. Arif Rahman Hakim no.150 Surabaya
Email : lazifsafroni@gmail.com
Abstract— The Wind Power Plant is a plant that utilizes
wind gusts as a source of electricity. Because the wind speed
changes with time and cannot be predicted. The solution is
obtained by a system that is able to maximize power
according to the characteristics of a wind turbine called
Maximum Power Point Tracking (MPPT). Where the
MPPT aims to maximize the output power of the generator
to be more optimal. Tracking algorithm uses Climbing Hill.
An algorithm that looks for ΔP / ΔV which is zero as a sign
of the MPP curve peak. IoT (Internet of Things) is also
applied in this study as monitoring voltage, current and
power as a monitoring system that can monitor remotely. In
this monitoring, web server technology uses internet
networks. Whereas the hardware used is Arduino Uno and
WiFi module esp8266. The MPPT Hill Climbing method
written in the study produced an average voltage during the
testing of tools for 3 days, which was 22.99 V with an
average current of 0.98 A, resulting in an average power of
22.49 W. This value can optimize power by 97.6% of the
maximum generator power and has a higher difference of
12.8% than MPPT without Hill Climbing which optimizes
power 84.8%. In this study, sending data from Arduino to
Thingspeak takes a long time because the network used is
less stable.
Keywords: Wind Turbine, Maximum Power Point
Tracking (MPPT), Hill Climbing, Internet Of Things.
Abstrak - Pembangkit Listrik Tenaga Angin (Wind Power)
adalah pembangkit yang memanfaatkan hembusan angin
sebagai sumber penghasil listrik. Dikarenakan kecepatan
angin yang berubah-ubah terhadap waktu dan tidak dapat
diprediksi besarnya. Diperoleh solusi yaitu sistem yang
mampu memaksimalkan daya sesuai karakteristik wind
turbine yang disebut Maximum Power Point Tracking
(MPPT). Dimana MPPT tersebut bertujuan untuk
memaksimalkan daya keluaran dari generator agar lebih
optimal. Algortima penjejak menggunakan Hill Climbing.
Sebuah algoritma yang mencari ΔP/ΔV yang bernilai nol
sebagai pertanda puncak kurva MPP. IOT (Internet Of
Things) juga diterapkan pada penelitian ini sebagai
monitoring tegangan, arus dan daya sebagai system
monitoring yang bisa memantau dari jarak jauh. Dalam
pemantauan ini digunakan teknologi web server
menggunakan jaringan internet. Sedangkan perangkat
keras yang dipakai arduino uno dan modul wifi esp8266.
Metode MPPT Hill Climbing yang ditulis pada penelitian
menghasilkan tegangan rata-rata selama pengujian alat
selama 3 hari yaitu 22,99 V dengan arus rata-rata 0,98 A
sehingga dihasilkan daya rata-rata 22,49 W. Nilai tersebut
dapat mengoptimalkan daya sebesar 97,6% dari daya
maksimum generator dan memiliki selisih lebih tinggi
12,8% dari MPPT tanpa Hill Climbing yang
mengoptimalkan daya 84,8%. Pada penelitian ini
pengiriman data dari arduino ke Thingspeak
membutuhkan waktu yang agak lama karena jaringan yang
dipakai kurang stabil.
Keywords: Wind Turbine, Maximum Power Point
Tracking (MPPT), Hill Climbing, Internet Of Things.
I. PENDAHULUAN
Pembangkit Listrik Tenaga Angin (Wind Power)
adalah pembangkit yang memanfaatkan hembusan angin
sebagai sumber penghasil listrik. Pemanasan global yang
semakin hari semakin mengancam, manusia mulai
mencari pembangkit energi dengan bahan bakar
alternatif. PLTMH (Pembangkit Listrik Mikro Hidro)
yang memanfaatkan aliran air sungai dan air terjun yang
cukup banyak ditemukan di Indonesia, PLTS
(Pembangkit Listrik Tenaga Surya) menjadi opsi
terdepan dalam memanfaatkan letak geografis Indonesia
sebagai sumber energi alternatif, dengan kecepatan angin
yang cukup tinggi, angin bisa dimanfaatkan sebagai
backup power supply untuk rumah tangga [1].
Ada beberapa factor yang mempengaruhi untuk kerja
pembangkit tenaga angin. Salah satunya adalah
ketidakstabilan tegangan, daya output, dikarenakan
kecepatan angin yang berubah-ubah terhadap waktu dan
tidak dapat diprediksi besarnya. Jika tegangan yang
dihasilkan tidak stabil, maka akan menimbulkan
kerusakan pada beban. Untuk itu pembangkit tenaga
angin perlu sistem kendali untuk menjaga ketidakstabilan
dan mengontrol kinerja pembangkit saat beroperasi.
Pengendalian system turbin angin dapat dilakukan
dengan torque control, speed control dan power control
[2].
Pada penelitian sebelumnya oleh Febriansah (2016),
yang berjudul Rancang Bangun Maximum Power Point
Tracking Menggunakan buck Converter Dengan Metode
Hill Climbing. Buck conveter merupakan sistem MPPT
yang optimum, jika menggunakan metode hill climbing
hanya untuk diimplementasikan pada sistem distribusi
daya rendah. Dikarenakan prinsip dari buck converter
yang merupakan converter step down.
Untuk mengembangkan penelitian sebelumnya pada
penelitian ini akan dibuat Cuk converter menggunakan
metode Hill Climbing untuk dapat meningkatkan nilai
optimal pada output dari generator. dc-dc konverter Cuk
dipilih karena ripple arus input sangat kecil sehingga
didapatkan Kurva I-V yang akurat, tegangan beban sama
dengan tegangan sumber, pengurangan electromagnetic
Interference (EMI) dikarenakan rendahnya input ripple
arus dari generator, dan kecilnya kapasitansi yang
dibutuhkan untuk mengatasi ripple arus. Data kurva I-V
ISSN: 2085-6350 Yogyakarta, 24-25 Juli 2019 CITEE 2019
132 Departemen Teknik Elektro dan Teknologi Informasi, FT UGM
ini nantinya untuk mengatur duty-cycle dari switch
konverter sehingga resistansi input converter sama
dengan resistansi ekivalen dari generator. Maka
berdasarkan latar belakang yang telah diungkapkan
diatas, pada penelitian ini dikembangkan sebuah optimasi
menggunakan metode Hill Climbing yang tertanam pada
mikrokontroller Arduino. Sehingga dihasilkan sistem
yang dapat meningkatkan nilai optimum pada output
generator. Dari penelitian yang telah dilakukan sistem ini
dapat menghasilkan daya yang lebih optimal sebesar 97,6
%. Nilai tersebut didapatkan dari daya data rata-rata
sebesar 22,49 Watt dibagi dengan daya maksimum
generator sebesar 23,04 Watt yang selanjutnya dikalikan
100%. Nilai tersebut lebih tinggi 12,8% dibanding
menggunakan Maximum Power Point Tracking (MPPT)
tanpa Hill Climbing yang mengoptimalkan daya sebesar
84,8 %, dari daya meksimum generator.
II. DASAR TEORI
A. Kincir angin
Kincir angin merupakan sebuah alat yang digunakan dalam Sistem Konversi Energi Angin (SKEA). Kincir angin berfungsi merubah energi kinetik angin menjadi energi mekanik berupa putaran poros. Putaran poros tersebut kemudian digunakan untuk beberapa hal sesuai dengan kebutuhan seperti memutar dinamo atau generator untuk menghasilkan listrik. Desain dari kincir angin sangat banyak macam jenisnya, berdasarkan bentuk rotor, kincir angin dibagi menjadi dua tipe, yaitu kincir angin sumbu horizontal (horizontal axis wind turbine) dan turbin angin sumbu vertikal (vertical axis wind turbine) [3].
B. Generator Magnet Permanen
Desain dari generator magnet permanen sendiri
dirancang secara khusus karena mempertimbangkan
energi utama yang dikonversi adalah energi angin.
Dibutuhkan rpm rendah untuk memutar generator magnet
permanen supaya menghasilkan listrik. Fluksi magnet
yang dibutuhkan untuk pembangkitan energi listrik
didapat dari magnet permanen, maka generator tidak
memerlukan proses exitasi pembangkitan sehingga
efisiensi penggunaan energi listrik untuk dimanfaatkan
sebagai suplai beban sangat baik [4].
Gambar 1. Generator magnet permanen
C. Maximum power point tracking (MPPT)
Maximum power point tracking (MPPT) merupakan
sebuah teknik atau metode yang digunakan pada
kontroler charger yang biasanya digunakan pada
pembangkit tenaga angin, dan solar cell dimana berfungsi
untuk memaksimalkan daya keluaran bagi sistem
tersebut. Penerapan MPPT pada generator termoelektrik
menyesuaikan beban virtual pada modul termoelektrik
atau beban internal pada modul dengan cara merubah
duty cycle pada modul converter. Untuk solar cell
memiliki konfigurasi yang berbeda. Pada umumnya tipe
dasar yaitu dimana daya dari panel surya dikontrol
menggunakan kontroler dan diteruskan ke batrai,
kemudian di inverter kan dan dapat di teruskan ke jala-
jala PLN. Algoritma MPPT akan mencari titik
maksimum daya yang dihasilkan oleh generator
termoelektrik. Dengan cara menyesuaikan perubahan
arus, tegangan, daya maka MPPT akan dapat menentukan
titik kerja maksimum dengan mengatur konverter melalui
duty cycle. Sehingga generator jauh lebih efisien
dibanding dengan tanpa MPPT [5].
D. Algoritma Hill Climbing
Algoritma Hill Climbing merupakan salah satu
metode MPPT yang sangat mudah untuk
diimplementasikan. Perancangan MPPT ini
membutuhkan dua parameter untuk menentukan slope
yaitu tegangan input konverter (VIN) dan arus input
konverter (IIN), dua parameter ini akan dikombinasikan
dan menghasilkan daya input konverter (PIN). Dari dua
parameter ini didapatkan Daya (PIN), dan tegangan
(VIN), maka dibandingkan dengan parameter pembacaan
data yang sebelumnya yaitu PIN(n-1) dan VIN(n-1).
Hasil perbandingan itu didapatkan ∆P dan ∆I.
Gambar 2. Posisi ∆P / ∆V yang berbeda pada kurva daya
Gambar diatas salah satu kurva P-V yang
mempresentasikan dasar dari metode algoritma hill
climbing. MPP menunjukkan daerah dengan sinyal nol,
yang menunjukkan nilai maksimum yang baru dan
sebaliknya, jika nilai sinyal (slope) negatif, maka
tegangan akan turun.
Arah slope ditentukan dengan perabandingan ∆P dan
∆V. Dengan karakteristik dari cuk konverter didapatkan
ketetapan arah dari duty cycle. Bila hasil perbandingan
(slope) itu jika menghasilkan nilai positif maka nilai
tegangan ditambah dan bila menghasilkan nilai negatif
maka nilai nilai tegangan dikurangi. Pada nilai tegangan
apabila duty cycle dikurangi maka tegangan akan
bertambah dan apabila duty cycle dikurangi maka
tegangan akan berkurang. Dengan menentukan slope
maka didapatkan referensi duty cycle yang baru.
CITEE 2019 Yogyakarta, 24-25 Juli 2019 ISSN: 2085-6350
Departemen Teknik Elektro dan Teknologi Informasi, FT UGM 133
E. Internet of Things
Internet of Things atau dikenal juga dengan singkatan
IoT, merupakan sebuah konsep yang bertujuan untuk
memperluas manfaat dari konektivitas internet yang
tersambung secara terus-menerus. Adapun kemampuan
seperti berbagi data yang semuanya tersambung ke
jaringan lokal dan global melalui sensor yang tertanam
dan selalu aktif. Pada dasarnya Internet of Things
mengacu pada benda yang dapat diidentifikasikan secara
unik sebagai representasi virtual dalam struktur berbasis
Internet.
Namun IOT bukan hanya terkait dengan pengendalian
perangkat melalui jarak jauh, tapi juga bagaimana
berbagi data, memvirtualisasikan segala hal nyata ke
dalam bentuk internet, dan lain-lain. Internet menjadi
sebuah penghubung antara sesama mesin secara otomatis.
Selain itu juga adanya user yang bertugas sebagai
pengatur dan pengawas bekerjanya alat tersebut secara
langsung. Manfaatnya menggunakan teknologi IoT yaitu
pekerjaan yang dilakukan oleh manusia menjadi lebih
cepat, muda dan efisien [6].
III. PERANCANGAN PENELITIAN
A. Perancangan Sistem
Pada gambar di bawah dapat dijelaskan bahwa proses
perancangan sistem turbin angin dengan MPPT
menggunakan metode Hill Climbing dilakukan dengan
menggunakan turbin angin sebagai penggerak rotor pada
generator, daya keluaran dari generator disearahkan
dengan menggunakan rectifier. Rangkaian Cuk converter
digunakan untuk mengatur besar kecilnya tegangan.
sensor tegangan dan sensor arus digunakan sebagai
parameter untuk mengontrol MPPT sehingga keluaran
daya pada Cuk converter menghasilkan daya maksimum.
Data tegangan dan arus yang sudah dibaca oleh sensor,
akan dikirim ke arduino dan akan diolah pada modul wifi
Eps8266 sebagai alat monitoring berbasis internet dari
jarak jauh.
Gambar 3. Diagram sistem MPPT dengan IoT pada
turbin angin
B. Perancangan Metode
Metode Hill Climbing hampir sama dengan metode
pembangkitan & pengujian (Generate and Test), Hill
Climbing adalah proses pengujian yang dilakukan dengan
menggunakan fungsi heuristik. Pembangkitan keadaan
berikutnya sangat tergantung pada feedback dari prosedur
pengetesan. Tes yang berupa fungsi heuristik ini akan
menunjukkan seberapa baiknya nilai terkaan yang
diambil terhadap keadaan-keadaan lainnya yang
mungkin. Metode Hill climbing merupakan variasi dari
depth-first search. Dengan metode ini, eksplorasi
terhadap keputusan dilakukan dengan cara depth-first
search dengan mencari path yang bertujuan menurunkan
cost untuk menuju kepada goal/keputusan. Yaitu dengan
selalu memilih nilai heuristik terkecil.
Gambar 4. Flowchart algoritma Hill Climbing
Dengan menggunakan metode Hill Climbing sebagai
algortima yang diprogramkan kedalam arduino uno untuk
mengontrol cuk converter. Implementasi Hill Climbing
pada Maximum Power Point Tracking, yaitu dibutuhkan
dua parameter inti yaitu tegangan input V(k )dan arus
input I(k) dari generator. Daya P(k) dapat diketahui
dengan mengalikan dua parameter tersebut. Inti tracking
dari metode ini adalah menghitung slope dari respon
kurva P/V. Untuk mendapatkan nilai slope pada kurva
P/V yaitu dengan membandingkan nilai daya sekarang
P(k) dengan daya sebelumnya P(k-1).
( ) ( ) ( ) (1)
( ) ( )
( ) (2)
Nilai S dibutuhkan untuk menentukan besar kecilnya
nilai D yang digunakan sebagai switching transistor.
Untuk mempercepat proses trecking titik daya maksimum
perlu penambahan perhitungan perubahan step tegangan
setiap perubahan daya. Sehingga dengan
diperhitungkannya perubahan step tegangan dapat
mempercepat respon pencarian titik maksimum daya.
Dalam metode Hill Climbing diperlukan parameter
menghitung nilai slope yaitu parameter perubahan step
ISSN: 2085-6350 Yogyakarta, 24-25 Juli 2019 CITEE 2019
134 Departemen Teknik Elektro dan Teknologi Informasi, FT UGM
daya terhadap waktu (dP(k)) dan perubahan step
tegangan terhadap waktu (VP(k)).
( ) ( ) ( ) (3)
( ) ( ) ( ) (4)
Nilai slope didapat dari perbandingan perubahan step
daya terhadap waktu dengan perubahan tegangan
terhadap waktu.
( ) ( )
( ) (5)
C. Cuk Converter
Cuk converter merupakan salah satu jenis rangkaian
converter penaik atau penurun tegangan yang memiliki
karakteristik seperti rangkaian buck-boost. Hasil keluaran
tegangan output mempunyai polaritas yang terbalik
dengan tegangan input. Desain converter yaitu
menentukan parameter tegangan input, frekuensi
switching, faktor ripple arus dan tegangan, serta daya.
Desain parameter awal ini bertujuan untuk menentukan
nilai dari beban, induktor dan kapasitor. Desain awal
ini juga ditinjau dari alat yang ada di laboratorium dan
kondisi komponen yang ada di pasaran. Sehingga akan
mempermudah dalam melakukan implementasi ini.
Gambar 5. Rangkaian Simulasi Cuk converter
D. Sensor Arus
Pada penelitian ini Sensor arus yang digunakan
adalah sensor arus jenis ACS712. Sensor arus digunakan
untuk membaca besarnya arus baik dari sisi input
maupun output pada rangkaian cuk konverter. Tipe
sensor ACS 712 ELC-5A yang memiliki rating
pembacaan ACS712. Pada data sheet IC ACS 712 dapat
dilihat bahwa hasil pembacaan dari sensor arus berupa
tegangan DC dengan arus maksimal 5 A yang digunakan
untuk memonitor arus luaran generator dan luaran cuk
konverter.
E. Perencanaan Sistem monitoring
Perencanaan Sistem dan rancangan sistem monitoring
arus dan tegangan pada wind turbine berbasis IoT, dalam
perancangan alat ini memiliki beberapa spesifikasi
diantaranya yaitu perancangan perangkat keras,
perancangan perangkat lunak di mana kedua bagian
tersebut saling terintegrasi satu sama lain. Sensor
digunakan untuk menghasilkan data yang nantinya akan
diolah oleh arduino UNO R3 untuk menampilkan data
yang telah dibaca oleh sensor tegangan dan sensor arus
ACS712. Setelah mendapatkan nilai dari sensor tegangan
dan sensor arus ACS712. Data akan dikirim oleh arduino
UNO R3 menuju modul esp8266 melalui komunikasi
serial. Data sensor tegangan dan sensor arus ACS712
akan dijadikan input yang nantinya akan diolah oleh
modul esp8266. Modul esp8266 akan meneruskan data
yang telah didapat ke internet sehingga data dapat
dimonitoring secara online dengan bantuan perangkat
tambahan yang bernama thingspeak. Thingspeak
merupakan sebagai penyedia jasa untuk layanan IoT yang
dapat mengupload data sensor sebagai data pribadi atau
data public data tersebut akan di tampilkan secara grafik.
F. Sensor Tegangan
Sistem converter pada penelitian ini membutuhkan
masukan berupa tegangan. Maka dari itu, digunakan
rangkaian elektrik yang dirancang agar dapat membaca
nilai tegangan pada keluaran panel surya berupada
voltage divider. Voltage divider merupakan rangkaian
berupa resistor yang disusun seacara seri dengan
perbandingan resistansi tertentu. Dari karakteristik
generator , tegangan keluaran generator berkisar antara
3.2 volt hingga 26 volt. Dari nilai tegangan seperti itu,
maka resistansi yang digunakan adalah 10K Ohm dengan
1K Ohm untuk menghasilkan tegangan 0 volt – 5 volt
sebagai pembacaan ADC pada mikrokontroler. Untuk
dapat melihat pembacaan linearitas rangkaian sensor,
pengujian sensor dilakukan dengan regulator DC untuk
mengubah masukan tegangan voltage divider.
Gambar 6. Rangkaian Pembagi Tegangan
CITEE 2019 Yogyakarta, 24-25 Juli 2019 ISSN: 2085-6350
Departemen Teknik Elektro dan Teknologi Informasi, FT UGM 135
G. Pembuatan Keseluruan sistem
Pada tahap pembuatan alat ini dibutuhkan untuk
menentukan komponen-komponen yang digunakan
dalam penelitian. Perangkat keras alat kontrol generator
dengan teknik MPPT dengan sistem monitoring terdiri
dari rangkaian cuk converter, Arduino Uno, powersupply,
sensor tegangan, sensor arus, LCD, dan modul wifi
esp8266. Rangkaian cuk converter mengunakan
komponen yang sesuai dengan besar tegangan dan arus
keluaran dari generator.
Gambar 7. Rangkaian Alat Kontrol generator
Keterangan :
1. LCD 20x4
2. Arduino
3. Power Suplly
4. Sensor arus, sensor tegangan, dan Modul
wifi Esp 8266
5. Switching
6. Cuk Converter
IV. ANALISIS PENELITIAN
A. Pengujian input tegangan sumber
Pengujian ini dilakukan untuk membandingkan input
tegangan sumber dc dengan mengggunakan osiloskop
untuk melihat bentuk gelombang sinyal listrik dengan 3
sumber yang berbeda:
Tabel 1. Hasil pengujian input tegangan sumber
Baterai Power Supply Generator
Vmax 10.2 V 13.4 V 13.8 V
Vmin 9.20 V 12.0 V 11.4 V
Vpp 1.00 V 1.40 V 2.40 V
Dari ketiga hasil pengujian diatas dapat disimpulkan
bahwa bentuk gelombang sinyal keluaran dari generator
belum begitu linier jika dibandingkan dengan tegangan
dari baterai dan power supply. Bisa dilihat dari hasil Vpp
generator paling tinggi jika dibandingkan dengan Vpp
baterai dan Vpp power supply.
B. Pengujian Generator Dengan Diode Dan Capasitor
Pada percobaan generator kali ini dilakukan dengan
menambahkan diode dan kapasitor untuk membuat
bentuk gelombang sinyal lisrik agar lebih linier.
Gambar 8. Pengujian generator dengan penambahan
diode dan capasitor
Dari hasil percobaan diatas dapat dilihat
perbedaannya jika tidak menggunakan diode dan
capasitor hasil tegangan max 13.8V, tegangan min 11.4V,
Vpp 2.40V nilai Vpp masih cukup tinggi. Setelah
ditambah diode dan capasitor hasil tegangan max 16.6V,
tegangan min 15.4V, Vpp 1.20V hasilnya Vpp setelah
ditambah diode dan capasitor hampir mendekati nilai
Vpp dari baterai.
Gambar 9. setelah penambahan diode dan capasitor
Gambar 10. tanpa diode dan capasitor
C. Pengujian Nilai Daya Maksimum
Pada pengujian daya menggunakan MPPT dilakukan
dengan dua cara yaitu dengan membandingkan
menggunakan maximum power point tracking Hill
Climbing dan maximum power point tracking tanpa Hill
Climbing.
D. Pengujian Nilai Daya Maksimum MPPT Tanpa HC
Pada pengujian nilai daya maksimum ini dilakukan
dengan menggunakan motor induksi yang dikontrol
dengan VSD dengan kecepatan putaran yang sudah
disesuaikan dengan kecepatan angin disekitar. Pada
ISSN: 2085-6350 Yogyakarta, 24-25 Juli 2019 CITEE 2019
136 Departemen Teknik Elektro dan Teknologi Informasi, FT UGM
pengujian ini menggunakan beban resistor 10Ohm
10Watt.
Tabel 2. Hasil pengujian MPPT tanpa HC
NO Kecepatan Vin MPPT Tanpa Metode HC
Vout Arus Daya
1 659 21,27 23.14 0.82 18.38
2 420 15.02 22.42 0.56 12.62
3 330 11.25 22.54 0.66 15.19
4 487 16.08 23.01 0.54 12.50
5 290 9.55 23.15 0.63 14.58
6 490 16.11 23.13 0.55 13.11
7 282 8.9 22.88 0.76 17.29
8 326 11.2 23.12 0.66 15.25
9 439 14.75 22.71 0.75 17.03
10 423 13.76 22.98 0.77 17.69
Dari percobaan diatas menunjukan hasil output daya
maksimum berada pada kecepatan 659, daya yang
dihasilkan tanpa metode Hill Climbing cenderung ledih
rendah.
E. Pengujian Nilai Daya Maksimum Dengan MPPT HC
Pada pengujian nilai daya maksimum ini dilakukan
dengan menggunakan motor induksi yang dikontrol
dengan VSD dengan kecepatan putaran yang sudah
disesuaikan dengan kecepatan angin disekitar. Pada
pengujian ini menggunakan beban resistor 10Ohm
10Watt.
Tabel 3. Hasil pengujian MPPT dengan HC
NO Kecepatan Vin
MPPT Dengan Metode
HC
Vout Arus Daya
1 659 21,27 23.42 1.02 23.87
2 420 15.02 22.54 1.02 22.99
3 330 11.25 23.01 0.98 22.55
4 487 16.08 23.15 0.95 21.99
5 290 9.55 23.14 0.98 22.68
6 490 16.11 23.84 0.94 22.41
7 282 8.9 22.75 0.99 22.52
8 326 11.2 23.11 0.97 22.42
9 439 14.75 22.71 1.01 22.94
10 423 13.76 22.98 0.97 22.29
Dari percobaan diatas menunjukan hasil output daya
maksimum berada pada kecepatan 659, daya yang
dihasilkan menggunakan metode Hill Climbing ledih
tinggi dibandingkan dengan tanpa metode Hill Climbing.
F. Hasil analisa Penelitian
Dari percobaan yang dilakukan dengan kecepatan
generator 267 – 691 Rpm, generator menggunakan
MPPT tanpa metode Hill climbing maka didapatkan daya
rata-rata sebagai berikut:
= 14.25 watt
Sedangkan pada generator menggunakan MPPT
dengan metode Hill climbing didapatkan daya rata-rata
sebagai berikut:
= 22.49 watt
Dari analisa diatas maka didapatkan rumus
pengoptimalan daya sebagai berikut:
Dari pengambilan data selama 3 kali percobaan
menggunakan Maximum Power Point Tracking tanpa
metode Hill climbing mampu mengoptimalkan daya
sebagai berikut :
Sedangkan menggunkan kontroler Maximum Power
Point Tracking metode Hill climbing mampu
mengoptimalkan daya sebagai berikut :
Sehingga menggunakan kontroler Maximum Power
Point Tracking metode Hill Climbing menaikan daya
yang lebih optimal dibanding Maximum Power Point
Tracking tanpa metode Hill Climbing dengan selisih 12,8
%.
G. Hasil Pengujian Sistem Monitoring
Untuk mengetahui sistem yang bekerja pada alat,
maka dilakukan pengujian pada alat monitoring, dimana
pengujian dilakukan di Gedung Growth Center
Universitas Hang Tuah Surabaya untuk mengetahui
kondisi output dari Cuk Converter. Sensor bekerja
membaca data Setelah itu data yang sudah direkam lalu
dikirimkan ke mikrokontroller Arduino Uno dan
ditransfer ke modul ESP8266 melalui serial port yang
terhubung ke jaringan WIFI, yang selanjutnya dikirimkan
ke server yang bisa di monitor dengan smartphone yang
disediakan oleh website Thingspeak. Data yang sudah
terekam bisa diunduh lewat server Thingspeak dengan
format .CSV dalam bentuk angka sehingga dapat di
analisa tingkat akurasi alat instrumentasi.
CITEE 2019 Yogyakarta, 24-25 Juli 2019 ISSN: 2085-6350
Departemen Teknik Elektro dan Teknologi Informasi, FT UGM 137
Gambar 11. Hasil pengujian Thingspeak
V. KESIMPULAN
1. Daya yang dihasilkan oleh generator 40W dapat
dioptimalkan oleh Maximum Power Point Tracking
(MPPT) Hill Climbing sebesar 97,6 %. Nilai
tersebut didapatkan dari daya data rata-rata sebesar
22,49 Watt dibagi dengan daya maksimum
generator sebesar 23,04 Watt yang selanjutnya
dikalikan 100%. Nilai tersebut lebih tinggi 12,8%
dibanding menggunakan Maximum Power Point
Tracking (MPPT) tanpa Hill Climbing yang
mengoptimalkan daya sebesar 84,8 %
2. Menggunakan Maximum Power Point Tracking Hill
Climbing Menghasilkan Daya Yang Lebih Besar
Dibanding Maximum Power Point Tracking Tanpa
Hill Climbing. Karena Tegangan Referensi Diambil
Dari Karakteristik Generator Yaitu 23,84 Volt,
Tetapi Memberikan Efek Pada Proses Charging
Baterai Yaitu Cepat Panas Dan Memperpendek
Umur Dari Baterai. Oleh Sebab Itu Maximum
Power Point Tracking Hill Climbing Tidak Cocok
Digunakan Secara Langsung Pada Proses Charging
Baterai.
3. Perancangan Alat Monitoring Berbasis Internet Of
Thing (Iot) Dapat Memonitoring Tegangan, Arus,
Dan Daya Secara Online Dan Mampu Bekerja
Secara Realtime Yang Dapat Terhubung Ke
Smartphone.
4. Berdasarkan dari hasil pengujian, alat kurang
bekerja dengan baik. Karena saat pengiriman data
ke web server membutuhkan jaringan yang lebih
stabil, agar alat dapat bekerja dengan baik.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Dion, Mas, Iswahyudi. 2016. Rancang Bangun Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Angin dengan Vertical-Axis Wind Turbin. e-Proceeding of Engineering. Vol.3, No.1, Page 124.
[2] Ungu P. 2010. Pengembangan Simulasi Dan Uji Kinerja Pengendali PI Sistem Kendali Daya Pada Pembangkit Listrik Tenaga Bayu.
[3] Yusuf, Chorul. 2015. Rancang Bangun Kincir Angin Sumbu Vertikal Pembangkit Tenaga Listrik Portabel. Seminar Nasional Sains dan Teknologi Terapan III.
[4] Yusuf, Chorul. 2016. Rancang Bangun Generator Magnet Permanen Untuk Pembangkit Tenaga Listrik Skala Kecil Menggunakan Kincir Angin Savonius Portabel. Jurnal Ilmiah SETRUM – Volume 5, No.2.
[5] Azmy, Achmad Ulul, Sumardi, and Munawar Agus Riyadi. 2015. Sistem Tracking Panel Surya Untuk Pengoptimalan Daya Menggunakan Metode Kontrol Self-Tuning Pid Dengan Jst Jenis Perceptron. Jurnal UNDIP. Universitas Diponegoro.
[6] Yuliasyah, Hary. 2016. Uji Kinerja Pengiriman Data Secara Wireless Menggunakan Modul ESP8266 Berbasis Rest Architecture. Jurnal Rekayasa dan Teknologi Elektro. Institut Teknologi Sumatera.
ISSN: 2085-6350 Yogyakarta, 24-25 Juli 2019 CITEE 2019
138 Departemen Teknik Elektro dan Teknologi Informasi, FT UGM
top related