![Page 1: Sidang Tugas Akhirrepository.its.ac.id/818/2/2212100123-Presentation.pdf · 2016. 11. 21. · Berdasarkan data Blueprint Energi Nasional Departemen ESDM RI, potensi PLTA ... Maximum](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022071301/609dafeeb5bcfc39ef37d119/html5/thumbnails/1.jpg)
Dwiyan Anugrah Ernadi
Dosen Pembimbing:Dr. Ir. Margo Pujiantara, MT.Prof. Dr. Ir. Mauridhi Hery Purnomo, M.Eng.
Sidang Tugas Akhir22 Juni 2016
Sumber gambar: https://www.emaze.com/@AQWLRIT/Wind-Turbine
![Page 2: Sidang Tugas Akhirrepository.its.ac.id/818/2/2212100123-Presentation.pdf · 2016. 11. 21. · Berdasarkan data Blueprint Energi Nasional Departemen ESDM RI, potensi PLTA ... Maximum](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022071301/609dafeeb5bcfc39ef37d119/html5/thumbnails/2.jpg)
Potensi AnginBerdasarkan data Blueprint Energi Nasional Departemen ESDM RI, potensi PLTA sebesar 9.29 GW dan baru dikembangkan sekitar 0.5 GW.
Variasi kecepatan angin di Indonesia berkisar antara 0 m/s hingga 9 m/s (Metereologi ITB, 2011).
Potensi pembangkit listrik tenaga angin dapat dikembangkan pada NTB, NTT, Maluku, dan wilayah Indonesia bagian timur.
Bagaimana memaksimalkan daya yang dihasilkan oleh turbin angin menjadi daya
listrik
![Page 3: Sidang Tugas Akhirrepository.its.ac.id/818/2/2212100123-Presentation.pdf · 2016. 11. 21. · Berdasarkan data Blueprint Energi Nasional Departemen ESDM RI, potensi PLTA ... Maximum](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022071301/609dafeeb5bcfc39ef37d119/html5/thumbnails/3.jpg)
Maximum Power Point Tracking
Metode pelacakan nilai daya maksimum dari suatusistem. Pada suatu titik tertentu sistem tersebutmemiliki nilai daya maksimum.
![Page 4: Sidang Tugas Akhirrepository.its.ac.id/818/2/2212100123-Presentation.pdf · 2016. 11. 21. · Berdasarkan data Blueprint Energi Nasional Departemen ESDM RI, potensi PLTA ... Maximum](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022071301/609dafeeb5bcfc39ef37d119/html5/thumbnails/4.jpg)
Maximum Power Point Tracking
Metode MPPT
Neural NetworkFuzzy Logic
ControlPitch Control
P&OLookup TableAdaptive
![Page 5: Sidang Tugas Akhirrepository.its.ac.id/818/2/2212100123-Presentation.pdf · 2016. 11. 21. · Berdasarkan data Blueprint Energi Nasional Departemen ESDM RI, potensi PLTA ... Maximum](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022071301/609dafeeb5bcfc39ef37d119/html5/thumbnails/5.jpg)
𝑃𝑚 =1
2𝜌𝐶𝑝𝜋𝑅2𝑣3
Nama Turbin TSD-500
Jenis Turbin HAWT (Turbin Angin Horizontal)
Daya Keluaran Maksimum 500 Wp pada kecepatan diatas 12m/s
Start Up Wind Speed 2.5 m/s
Cut in Wind Speed 3 m/s
Survival Wind Speed 33 m/s
Tipe Generator3 Fasa, Magnet Permanen
(Teknologi Cogging-less)
Diameter Blade 1.6 m
Jumlah Blades 3 blades
Bahan Blade Kayu Pinus
Kecepatan Maksmimum 1000 rpm
Sistem Penyimpanan 24 V
Berat (tanpa tiang) 25 kg
Tinggi Tiang 4 - 6 m
Dibuat oleh NIDEC Japan Corp.
![Page 6: Sidang Tugas Akhirrepository.its.ac.id/818/2/2212100123-Presentation.pdf · 2016. 11. 21. · Berdasarkan data Blueprint Energi Nasional Departemen ESDM RI, potensi PLTA ... Maximum](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022071301/609dafeeb5bcfc39ef37d119/html5/thumbnails/6.jpg)
Mulai
Baca Nilai V(n) dan I(n) dari sensor
P(n) = V(n)*I(n)
∆V = V(n) - V(n-1)∆P = P(n) - P(n-1)
∆P > 0
∆V > 0∆V > 0
D - ∆D D + ∆D
P(n-1) = P(n)V(n-1) = V(n)
D - ∆DD + ∆D
Y N
Y N Y N
Large Step-size Small Step-size
![Page 7: Sidang Tugas Akhirrepository.its.ac.id/818/2/2212100123-Presentation.pdf · 2016. 11. 21. · Berdasarkan data Blueprint Energi Nasional Departemen ESDM RI, potensi PLTA ... Maximum](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022071301/609dafeeb5bcfc39ef37d119/html5/thumbnails/7.jpg)
Mulai
Baca Nilai V(n) dan I(n) dari sensor
P(n) = V(n)*I(n)
∆V = V(n) - V(n-1)∆P = P(n) - P(n-1)
∆P > 0
∆V > 0∆V > 0
D - ∆D D + ∆D
P(n-1) = P(n)V(n-1) = V(n)
D - ∆DD + ∆D
Y N
Y N Y N
∆D = ∆D*C
![Page 8: Sidang Tugas Akhirrepository.its.ac.id/818/2/2212100123-Presentation.pdf · 2016. 11. 21. · Berdasarkan data Blueprint Energi Nasional Departemen ESDM RI, potensi PLTA ... Maximum](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022071301/609dafeeb5bcfc39ef37d119/html5/thumbnails/8.jpg)
Desain Sistem
PMSG Rectifier Konverter Buck
Sensor V dan I
Beban
Mikrokontroller
PWM Driver
MPPT
VSD
Emulator
Turbin Angin
Motor Induksi
![Page 9: Sidang Tugas Akhirrepository.its.ac.id/818/2/2212100123-Presentation.pdf · 2016. 11. 21. · Berdasarkan data Blueprint Energi Nasional Departemen ESDM RI, potensi PLTA ... Maximum](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022071301/609dafeeb5bcfc39ef37d119/html5/thumbnails/9.jpg)
Konverter buck merupakan salah satu jenistopologi konverter DC-DC yang berfungsimengkonversi tegangan DC masukan menjaditegangan DC lain yang nilai tegangannya lebihrendah (konverter penurun tegangan).
𝑉𝑜 = 𝑉𝑠 𝐷
Parameter Nilai
Induktor 10 mH
Kapasitor 300 µF
Frekuensi 31.5 kHz
![Page 10: Sidang Tugas Akhirrepository.its.ac.id/818/2/2212100123-Presentation.pdf · 2016. 11. 21. · Berdasarkan data Blueprint Energi Nasional Departemen ESDM RI, potensi PLTA ... Maximum](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022071301/609dafeeb5bcfc39ef37d119/html5/thumbnails/10.jpg)
Mikrokontroller yang digunakan adalah Arduino. Arduinodiguakan untuk mempermudah dalam pemrogramanyang akan dibuat. Dalam tugas akhir ini dipilih Arduinotipe MEGA 2560. Arduino MEGA 2560 digunakan karenamemori yang dimiliki oleh Arduino MEGA 2560 lebihbesar dibandingkan dengan Arduino lainnya.
![Page 11: Sidang Tugas Akhirrepository.its.ac.id/818/2/2212100123-Presentation.pdf · 2016. 11. 21. · Berdasarkan data Blueprint Energi Nasional Departemen ESDM RI, potensi PLTA ... Maximum](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022071301/609dafeeb5bcfc39ef37d119/html5/thumbnails/11.jpg)
Batasan duty cycle 0.2-0.8
Step size 0.015
Delay 0.7 detik
Batasan duty cycle 0.2-0.8
Step size 0.02
Konstanta C 0.8
Delay 0.7 detik
Perturb and Observe Modified Perturb and Observe
![Page 12: Sidang Tugas Akhirrepository.its.ac.id/818/2/2212100123-Presentation.pdf · 2016. 11. 21. · Berdasarkan data Blueprint Energi Nasional Departemen ESDM RI, potensi PLTA ... Maximum](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022071301/609dafeeb5bcfc39ef37d119/html5/thumbnails/12.jpg)
Hasil
Uji Secara Manual
0
10
20
30
40
50
60
20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80
Day
a (W
att)
Duty Cycle (%)
Kecepatan Angin 3 m/s Kecepatan Angin 4 m/s Kecepatan Angin 5 m/s
![Page 13: Sidang Tugas Akhirrepository.its.ac.id/818/2/2212100123-Presentation.pdf · 2016. 11. 21. · Berdasarkan data Blueprint Energi Nasional Departemen ESDM RI, potensi PLTA ... Maximum](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022071301/609dafeeb5bcfc39ef37d119/html5/thumbnails/13.jpg)
Hasil
Uji Secara Manual
0
20
40
60
80
100
120
20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80
Day
a(W
att)
Duty Cycle (%)
Kecepatan Angin 6 m/s Kecepatan Angin 7 m/s Kecepatan Angin 8 m/s
![Page 14: Sidang Tugas Akhirrepository.its.ac.id/818/2/2212100123-Presentation.pdf · 2016. 11. 21. · Berdasarkan data Blueprint Energi Nasional Departemen ESDM RI, potensi PLTA ... Maximum](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022071301/609dafeeb5bcfc39ef37d119/html5/thumbnails/14.jpg)
Hasil
Menggunakan Perturb and Observe
0
10
20
30
40
50
60
700
.7
4.2
7.7
11
.2
14
.7
18
.2
21
.7
25
.2
28
.7
32
.2
35
.7
39
.2
42
.7
46
.2
49
.7
53
.2
56
.7
60
.2
63
.7
67
.2
70
.7
74
.2
77
.7
81
.2
84
.7
88
.2
Day
a (W
att)
Waktu (detik)
Kecepatan Angin 3 m/s Kecepatan Angin 4 m/s Kecepatan Angin 5 m/s
![Page 15: Sidang Tugas Akhirrepository.its.ac.id/818/2/2212100123-Presentation.pdf · 2016. 11. 21. · Berdasarkan data Blueprint Energi Nasional Departemen ESDM RI, potensi PLTA ... Maximum](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022071301/609dafeeb5bcfc39ef37d119/html5/thumbnails/15.jpg)
Hasil
Menggunakan Perturb and Observe
0
20
40
60
80
100
120
140
1600
.7
4.2
7.7
11
.2
14
.7
18
.2
21
.7
25
.2
28
.7
32
.2
35
.7
39
.2
42
.7
46
.2
49
.7
53
.2
56
.7
60
.2
63
.7
67
.2
70
.7
74
.2
77
.7
81
.2
84
.7
88
.2
Day
a (W
att)
Waktu (detik)
Kecepatan Angin 6 m/s Kecepatan Angin 7 m/s Kecepatan Angin 8 m/s
![Page 16: Sidang Tugas Akhirrepository.its.ac.id/818/2/2212100123-Presentation.pdf · 2016. 11. 21. · Berdasarkan data Blueprint Energi Nasional Departemen ESDM RI, potensi PLTA ... Maximum](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022071301/609dafeeb5bcfc39ef37d119/html5/thumbnails/16.jpg)
Hasil
Menggunakan Modified Perturb and Observe
0
10
20
30
40
50
60
70
800
.7
4.2
7.7
11
.2
14
.7
18
.2
21
.7
25
.2
28
.7
32
.2
35
.7
39
.2
42
.7
46
.2
49
.7
53
.2
56
.7
60
.2
63
.7
67
.2
70
.7
74
.2
77
.7
81
.2
84
.7
88
.2
Day
a (W
att)
Waktu (detik)
Kecepatan Angin 3 m/s Kecepatan Angin 4 m/s Kecepatan Angin 5 m/s
![Page 17: Sidang Tugas Akhirrepository.its.ac.id/818/2/2212100123-Presentation.pdf · 2016. 11. 21. · Berdasarkan data Blueprint Energi Nasional Departemen ESDM RI, potensi PLTA ... Maximum](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022071301/609dafeeb5bcfc39ef37d119/html5/thumbnails/17.jpg)
Hasil
Menggunakan Modified Perturb and Observe
0
20
40
60
80
100
120
1400
.7
5.6
10
.5
15
.4
20
.3
25
.2
30
.1 35
39
.9
44
.8
49
.7
54
.6
59
.5
64
.4
69
.3
74
.2
79
.1 84
88
.9
93
.8
98
.7
10
3.6
10
8.5
11
3.4
Day
a (W
att)
Waktu (detik)
Kecepatan Angin 6 m/s Kecepatan Angin 7 m/s Kecepatan Angin 8 m/s
![Page 18: Sidang Tugas Akhirrepository.its.ac.id/818/2/2212100123-Presentation.pdf · 2016. 11. 21. · Berdasarkan data Blueprint Energi Nasional Departemen ESDM RI, potensi PLTA ... Maximum](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022071301/609dafeeb5bcfc39ef37d119/html5/thumbnails/18.jpg)
Analisis Hasil
KecepatanAngin
P&OModified
P&O
3 m/s 12.68 15.13
4 m/s 25.07 28.27
5 m/s 42.32 48.29
6 m/s 40.6 48.95
7 m/s 46.1 61.44
8 m/s 45.5 78.77
KecepatanAngin
P&OModified
P&O
3 m/s 32.9 14.7
4 m/s 28.7 13.3
5 m/s 25.2 9.1
6 m/s 54.9 20.3
7 m/s 69.86 15.4
8 m/s 98.09 18.2
dalam satuan Watt dalam satuan detik
![Page 19: Sidang Tugas Akhirrepository.its.ac.id/818/2/2212100123-Presentation.pdf · 2016. 11. 21. · Berdasarkan data Blueprint Energi Nasional Departemen ESDM RI, potensi PLTA ... Maximum](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022071301/609dafeeb5bcfc39ef37d119/html5/thumbnails/19.jpg)
Perturb and Observe Modified Perturb and Observe
Analisis Hasil
KecepatanAngin
Hasil Uji ManualEfesiensi Metode
Perturb and ObserveEfesiensi Metode Modified
Perturb and Observe
3 m/s 16.02 Watt 79.15% 94.44%
4 m/s 30.65 Watt 81.79% 92.23%
5 m/s 49.63 Watt 85.27% 97.3%
6 m/s 60.48 Watt 67.12% 81%
7 m/s 79.75 Watt 57.8% 77.04%
8 m/s 100.61 Watt 45.22% 78.3%
![Page 20: Sidang Tugas Akhirrepository.its.ac.id/818/2/2212100123-Presentation.pdf · 2016. 11. 21. · Berdasarkan data Blueprint Energi Nasional Departemen ESDM RI, potensi PLTA ... Maximum](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022071301/609dafeeb5bcfc39ef37d119/html5/thumbnails/20.jpg)
Kesimpulan
1. Implementasi metode P&O memiliki kelemahan dalammenghasilkan daya keluaran. Daya keluaran denganmetode P&O akan turun seiring dengan naiknya dutycycle.
2. Implementasi metode modified P&O dapat mengatasimasalah turunnya nilai daya keluaran pada metodeP&O. Sehingga nilai daya keluaran yang dihasilkanmaksimum. Efesiensi rata-rata yang didapatkan hingga97.3%.
3. Metode modified P&O memiliki kemampuan fasttracking daya maksimum yaitu kurang dari 20.3 detik.
![Page 21: Sidang Tugas Akhirrepository.its.ac.id/818/2/2212100123-Presentation.pdf · 2016. 11. 21. · Berdasarkan data Blueprint Energi Nasional Departemen ESDM RI, potensi PLTA ... Maximum](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022071301/609dafeeb5bcfc39ef37d119/html5/thumbnails/21.jpg)
Saran Penelitian Selanjutnya
Penentuan time delay harus disesuaikan dengankondisi dari kecepatan angin.
Penggunaan sensor dengan keakuratan tinggidiperlukan agar mendapatkan hasil yang optimal.
Power extraction dengan menggunakan MPPT dapat diaplikasikan pada baterai
![Page 22: Sidang Tugas Akhirrepository.its.ac.id/818/2/2212100123-Presentation.pdf · 2016. 11. 21. · Berdasarkan data Blueprint Energi Nasional Departemen ESDM RI, potensi PLTA ... Maximum](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022071301/609dafeeb5bcfc39ef37d119/html5/thumbnails/22.jpg)