Meningkatnya permintaan listrik di Indonesia didorong oleh pertumbuhan demografi. Selain itu, pertumbuhan ekonomi juga memengaruhinya. Oleh karena itu, energi alternatif sangat dibutuhkan dan perlu dikembangkan, yang disebut sebagai sumber energi terbarukan untuk mendukung keberlanjutan energi (Demirbaş, 2006; Gupta dkk., 2022; Ramesh dkk., 2023). Hingga tahun 2021, Perusahaan Listrik Negara (PLN) memiliki 6.143 unit pembangkit listrik yang menggunakan berbagai jenis bahan bakar. Jenis yang paling umum digunakan adalah bahan bakar minyak dan batu bara. Namun, bahan bakar tersebut telah memengaruhi pemanasan global, menyebabkan kerusakan lingkungan, dan jumlahnya menipis (Fatima dkk., 2021; Hamanah dkk., 2023; Jenkal dkk., 2020; Maina dkk., 2020; Rahman & Mohamed, 2023; Roditis dkk., 2023). Penggunaan sel surya merupakan tren yang sedang berkembang untuk mengatasi masalah tersebut, di mana energi terbarukan, tak terbatas, dan teknologi yang matang (Azad dkk., 2014; Jing dkk., 2018; Sharma dkk., 2011; S. Upadhyay dkk., 2013). Selain itu, Indonesia merupakan salah satu negara dengan potensi energi surya yang sangat besar.
Penelitian mengenai sel surya untuk mendorong energi yang optimal dan efisien terus meningkat (Choi dkk., 2024; J.-H. Kim dkk., 2019; X. Li dkk., 2013). Oleh karena itu, penambahan perangkat keras dan perangkat lunak diperlukan untuk meningkatkan sistem. Baterai termasuk dalam perangkat keras dan sangat penting dalam penggunaan sistem sel surya, yang menyediakan penyimpanan energi sel surya. Perangkat lunak dioperasikan dengan pengontrol yang disebut solar charging controller (SCC). SSC terdiri dari konverter, mikrokontroler, dan sensor.
Dalam makalah ini, konverter buck digunakan untuk penurunan tegangan, yang dicapai dari sel surya ke baterai. Selanjutnya, mikrokontroler digunakan untuk mengeksekusi algoritma kontrol. Ini mengontrol loop tegangan dan arus selama proses sistem untuk menghindari kerusakan baterai karena pengisian berlebih. Sensor arus dan tegangan ditambahkan untuk mengukur kapasitas baterai. Selain itu, kontrol proporsional-integral (PI) yang disusun diusulkan untuk konverter buck dalam SCC. Desain dan implementasi yang sistematis dibuktikan dengan hasil simulasi. Dibandingkan dengan penelitian sebelumnya, tujuan makalah ini adalah untuk mengisi celah yang telah diidentifikasi dalam penelitian sebelumnya yang terkait dengan sistem sel surya. Ide yang terdiri dari investigasi SCC menggunakan konverter buck dan kontrol PI yang disusun, adalah ide yang autentik.
Pengontrol proporsional-integral bertingkat yang mencakup loop arus dan tegangan diusulkan untuk pengontrol pengisian daya surya (SCC). SCC menggunakan Konverter Buck DC-DC diimplementasikan karena kebutuhan konverter step-down dari PV ke baterai, yang berfungsi sebagai penyimpanan sementara. Beberapa simulasi menggunakan variasi status pengisian daya memvalidasi bahwa penggunaan pengontrol bertingkat pada loop tegangan dan arus memiliki kinerja yang baik, termasuk ripple kecil, waktu naik yang cepat, tanpa overshoot, dan ketahanan yang mendukung efisiensi dan keandalan sistem energi terbarukan yang berkelanjutan. Oleh karena itu, sistem yang diusulkan, dengan menggunakan metode kurva reaksi Ziegler-Nichols, menunjukkan kinerja konverter Buck DC-DC yang memuaskan untuk pengontrol pengisian daya surya pada sistem fotovoltaik (PV), sehingga sangat cocok untuk aplikasi industri.
Penulis: Muhammad Syahril Mubarok, S.ST., M.Sc., Ph.D.
Detail penelitian bisa diakses di: https://scholar.google.com/citations?view_op=view_citation&hl=en&user=nUq8CqkAAAAJ&citation_for_view=nUq8CqkAAAAJ:kNdYIx-mwKoC
