OPTIMALISASI SISTEM PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA ANGIN DENGAN PENGATURAN SUDUT SUDU DAN MAXIMUM POWER

POINT TRACKER

OLEH:HANIFAH NUR KUMALA N.

2207100 098

Dosen Pembimbing :

Prof. Dr.Ir. Mochamad Ashari, M.Eng

Vita Lystianingrum ST., M.Sc

LATAR BELAKANG

• Angin sebagai energi alternatif yang dapatmenggantikan bahan bakar fosil.

• Pembangkit listrik tenaga angin mempunyaikarakteristik rasio daya yang rendah seiring denganbertambahnya beban.

• Daya yang dihasilkan semakin bertambah seiringdengan bertambahnya kecepatan angin. Terkadangmelebihi kapasitas generatornya

TUJUAN

1. Meningkatkan rasio daya sistem PembangkitListrik Tenaga Angin.

2. Menjaga agar daya keluaran sistem beradapada kisaran daya nominal generator.

BATASAN MASALAH

• Dalam pengerjaan tugas akhir, permasalahan di atas dibatasi sebagai berikut:

1. Simulasi dan analisis menggunakan perangkat lunak MATLAB .

2. Beban yang digunakan berupa beban resistif.

3. Sistem pengaturan sudut sudu dan MPPT secara terpisah.

Wind Turbine

• Bagian penangkap energi angin yang diubah menjadi

energi mekanik untk menggerakkan generator.

•. Berdasarkan bentuknya, dibagi menjadi tipe Vertical

Axis Wind Turbine (VAWT) dan Horizontal Axis Wind

Turbine (HAWT).

HAWT VAWT

Sistem Tanpa MPPT(2)

R v = 4 m/s v= 6 m/s v= 8 m/s

25 3262 8090 14700

50 4548 8788 15180

75 5135 8037 13240

100 4783 7139 11870

125 4399 6374 10320

200 3981 4719 7743

300 2968 3416 5805

400 2234 2771 4511

500 1749 2277 3785

750 1433 1608 2650

1000 1018 1215 2052

Sistem Tanpa MPPT dengan berbagai beban dan kecepatan angin

Sistem dengan MPPT(1)

Pada dasarnya hampir sama dengan sistem tanpa MPPT, tetapi setelah

rectifier dihubungkan dengan Boost Converter yang dihubungkan dengan

beban. Pada sisi beban diukur nilai tegangan dan arus yang menjadi daya

dan digunakan sebagai masukan MPPT. Tegangan Boost juga menjadi

masukan MPPT yang keluarannya menjadi duty cycle pada Boost Converter

Sistem dengan Pengaturan Sudut Sudu

Wind

Turbine

Generator

InduksiRectifier

Kecepatan

Angin

Load

Kapasitor terhubung

bintang

P GeneratorPengaturan

Sudut Sudu

Beta

Blok Diagram Sistem dengan Pengaturan Sudut Sudu

Blok Diagram Pengaturan Sudut Sudu

Hasil Analisa

Sistem tanpa

MPPT dan

dengan MPPT

•Untuk melihat sejauh mana MPPT

bisa mengoptimalkan daya

Sistem dengan

Pengaturan

Sudut Sudu

•Untuk membandingkan hasil

pengaturan sudut sudu dengan

daya nominal generator

• Untuk hasil analisa kita pisahkan sistem dengan MPPTdengan

sistem pengaturan sudut sudu.

Sistem tanpa dan dengan MPPT• Untuk kecepatan angin 4 m/s

Dari hasil didapatkan bahwa rata-rata daya

dibandingkan daya maksimum:

• Untuk pengujian tanpa MPPT = 62,87 %

• Untuk pengujian dengan MPPT= 72,68 %

Untuk kecepatan angin 6 m/s

Dari hasil didapatkan bahwa rata-rata daya

dibandingkan daya maksimum:

• Untuk pengujian tanpa MPPT = 56,31 %

• Untuk pengujian dengan MPPT= 69,79 %

Sistem tanpa dan dengan MPPT(2)• Untuk kecepatan angin 8 m/s

Dari hasil didapatkan bahwa rata-rata

daya dibandingkan daya maksimum:

• Untuk pengujian tanpa MPPT = 55,01

%

• Untuk pengujian dengan MPPT=

68,98 %

Sistem tanpa dan dengan MPPT(3)

Kec. Angin

(m/s)

Rasio Daya Rata-

Rata (%)

Tanpa

MPPT MPPT

4 62,72 72,68

6 56,31 69,79

8 55,01 68,98

Dari berbagai kecepatan angin di atas bisa kita lihat bahwa

rata-rata daya tanpa MPPT hanya sekitar 58.01% saja

sedangkan yang dengan MPPT rasio daya rata-rata

mengalami kenaikan yaitu sebesar 70.48%.Bila kita ambil

kesimpulan, maka MPPT ini bisa meningkatkan efisiensi daya

dari sistem.

Sistem dengan Pengaturan Sudut Sudu

Kec. Angin

(m/s)

Tanpa

Pengaturan

Sudut Sudu

(kW)

Dengan Pengaturan

Sudut Sudu

(kW)

18 61.15 18.74

19 69.65 15.05

20 75.78 17.43

21 84.07 18.74

22 91.09 17.47

23 76.72 13.85

24 26.51 10.56

Sistem dengan Pengaturan Sudut Sudu

Kec. Angin (m/s) Eror (%)

18 24.93

19 0.33

20 16.2

21 24

22 16

23 8

24 30

Bila kita lihat di atas, dengan pengaturan sudut sudu bisa

menghasilkan keluaran generator yang nilainya kurang

lebih hampir sama dengan nilai daya nominal generator

yaitu 15 KW. Hal ini membuktikan bahwa pengaturan yang

dilakukan cukup berhasil. Meskipun tidak bisa memenuhi

set point.Dari hasil simulasi dengan pengaturan sudut

sudu didapatkan bahwa rasio rata-rata eror sebesar

17.06%.

KESIMPULAN

• Dari analisa hasil simulasi serta pembahasan yang telah dilakukan dapatdisimpulkan bahwa :

1. MPPT dapat digunakan untuk meningkatkan rasio daya Sistem PembangkitListri Tenaga Angin . Sistem Pembangkit Listri Tenaga Angin tanpa MPPT memiliki rasio daya sebesar 58.01%, dan yang dengan MPPT sebesar70.48%.

2. Pengaturan sudut sudu terbukti dapat membatasi daya mendekati dayanominal generator. Dengan pengaturan sudut sudu rasio eror terhadapdaya nominal sebesar 17.06 %.

SARAN

• MPPT yang digunakan untuk menaikkan daya Sistem Pembangkit ListrikTenaga Angin dengan metode Perturbation & Observation belum bisamenigkatkan daya dengan maksimal karena metode ini adalah metodeyang cukup sederhana dan penggunaan metode lain semisal AI untukMPPT dapat dilakukan untuk memperbaiki kinerja dari MPPT (rasio dayasemakin meningkat).