KARAKTERISTIK ARRAY SEL SURYA DENGAN SIMULINK MATLAB

PERCOBAAN 3

KARAKTERISTIK ARRAY SEL SURYA

DENGAN SIMULINK MATLAB

3.1    Tujuan Percobaan

1.    Mengetahui sistem kerja sel surya

2.    Mengetahui karakteristik arus tegangan pada sebuah array sel surya dengan menggunakan program simulink MATLAB

3.    Mengetahui karakteristik arus tegangan pada array sel surya akibat pengaruh radiasi sel surya dengan menggunakan program Simulink MATLAB.

3.2    Landasan Teori

Saat modul-modul dikombinasikan untuk menaikan tegangan dan arus sistem kumpulan modul-modul tersebut disebut sebagai array. Untuk alasan yang sama, bahwa efesiensi sebuah modul lebih kecil dari efesiensi sel dalam modul, maka efesiensi sebuah array lebih kecil dari efesiensi modul dalam array. Karena sebuah array yang luas dapat dibangun subarray yang dapat beroperasi secara bebas satu sama lain, walaupun penurunan dalm efesiensi pada level array  tersebut. Array PV yang menghasilkan lebih dari 1 MW adalah dalam operasi level efesiensi yang dapat diterima. Operasi paling efesien dicapai jika modul dibuat dari sel-sel identik dan jika array terdiri dari modul-modul identik.

3.3    Daftar Peralatan.

No.	Peralatan	Jumlah ( buah )
1	Personal Conputer	1
2	Program Matlab	1

3.4    Gambar Rangkaian

Gambar 1. Rangkaian percobaan karakteristik arus-tegangan dan daya-tegangan dengan array PV masukan arus

3.5    Prosedur Kerja

1.    Buka program Matlab 2010

2.    Buka file modulPV.mdl pada menu current folder, kemudian muncul tampilan simulink untuk modul Photovoltaic seperti gambar berikut

Gambar 2. PV 1 model simulink untuk input tegangan dan PV 2 model simulik untuk input arus

3.    Klik program Matlab 2010, menu simulink library browser

4.    Pada simulink library browser klik menu new model, kemudian muncil tampilan program simulink dengan nama file untitled.mdl. simpan dengn menu save as dan beri nama percobaan3, selanjutnya buatlah program simulink pada gambar 1 pada file ini.

5.    Tarik PV 2 ke dalam program simulink pada file percobaan2.

6.    Tarik blok constant pada menu sources.|

7.    Masukkan data berikut untuk input data radiasi surya

8.    Tarik blok ramp pada menu source

9.    Masukkan parameter data seperti berikut

10.     Tarik add dan product pada menu math operations             dan

 

11.     Tarik X-Y graph pada menu sink

12.     Hubungkan terminal-terminal pada setiap blok simulink seperti gambar

13.     Klik start simulation, dapatkan hasil simulasi kurva karakteristik I-V dan P-V

3.6    Data Percobaan

Gambar Simbol	Data
Insolation
PV
Add
Ipv Ramp
XY Graph P-V
XY Graph (I-V)
Product
To Workspace
Mux

                                   

                                                   

Insolation	Grafik

3.7    Pembahasan

 BAGUS PUTERA P.

111910201063

Sel-sel surya photovoltaic (PV) adalah diode semikonduktor yang di desain untuk menyerap cahaya matahari dan mengkonversinya menjadi listrik. Penyerapan cahaya matahari menghasilkan pembawa-pembawa minoritas bebas, yang menentukan arus sel surya. Pembawa initer kumpul dan terpisah oleh junction diode, yang menentukan tegangannya. Foton-foton cahaya diserap oleh bahan semikonduktor dan setiap foton yang diserap membangkitkan sepasang electron-hole. Pembawa-pembawa minoritas yang dibangkitkan berdifusi ke junction dimana mereka di tentukan oleh karakteristik junction-nya.

Pada proses konversi energi radiasi cahaya matahari menjadi energy listrik terjadi melalui beberapa tahapan. Tahapan yang pertama yaitu electron yang berada pada lapisan atas panel atau pada lapisan silicon tipe-p diberikan energy oleh energy foton yang dipancarkan oleh matahari sebagai akibatnya electron yang tadinya diam menjadi bergerak karena mendapatkan energy dari cahaya matahari. Kemudian electron bergerak melewati junction menuju lapisan silicon tipe-n dari silicon tipe-n electron bergerak menuju bahan penghantar melewati penghantar, dari penghantar melewati beban dan kembali lagike silicon tipe-p kemudian kejunction dan mengalirke silicon tipe-p. Siklus ini akan terus berlangsung selama panel mendapat kan cahaya matahari.

Saat modul-modul dikombinasikan untuk menaikan tegangan dan arus system, kumpulan modul-modul tersebut disebut sebagai array. Untuk alasan yang sama, bahwa efisiensi sebuah modul lebih kecil dari efisiensi sel dalam modul, maka efisiensi sebuah array lebih kecil dari efisiensi modul array. Karena sebuah array yang luas dapat dibangun dengan subarray yang dapat beroperasi secara bebas satu sama lain, walau pun penurunan dalam efisiensi pada level array tersebut, array PV yang menghasilkan lebih dari 1 MW adalah dalam operasi level efisiensi yang dapat diterima. Operasi paling efisien dicari jika modul dibuat darisel-sel identik dan jika array terdiri dari modul-modul identik.

Pada percobaan pertama kita memasukkan nilai insulation sebesar 1000 nilai insulation ini kita masukan pada kotak constant. Masukkan data tersebut untuk input data radiasisurya.

setelahitucariblok Ramp pada menu sources, kemudianmasukkan parameter data berikut.

Setelahkitamemasukkannilai parameter pada Ramp, kitatarik add pada menu operations dankitamenambahkantanda plus pada list of signs menjadienamtanda plus.

Kemudiankitajugamenarik product pada menu operations.Dengan menginputkan dataparameternyasebagaiberikut.

Tarik X-Y Graph pada menu sink, untukkarakteristik I-V masukkan parameter data x-min=0, x-max=150, y-max=6, y-min=0 dansampelnya =-1. Dan padakarakteristik Power kitamasukkanparameter  datadata x-min=0, x-max=150, y-max=600, y-min=0 dansampelnya =-1 seperti yang terdapat  pada modul

Untuk parameter padasetiap array mempunyai parameter yang samapadasetiapmodul.

Untukparameter  pada mux kitamasukkan parameter number of input = 3, danpada display option kitaganti bar. Kemudianpadatoworkspacepada menu sink denganmemasukkan parameter variable name=PV, danpada save format kitaubah structure with time.

Sebelumkitamemasukkan parameter tersebut kitaharusmerubahconviguration parameter memasukkantypenyamenjadi variable step dengan mux step size=0.005 dan solver=discrate (no continuous state).

Setelahkitamemasukkan parameter di ataskitaklik start simulation dankitadapatkan simulation kurvakarakteristik I-V dan P-V. Denganmemberikanradiasisinarmataharidengannilai 1000W/m², 800W/m², 600W/m², 400W/m², dan 200W/m². Data yang dihasilkanpadasaatsinarradiasi 1000 W/m²didapatkangrafik V-I danGrafik P-V sepertigambardibawahini:

Grafik V-I pada Isolation 1000W/m²

Grafik P-V pada Isolation 1000W/m²

Setelahitu, masihdengan parameter yang sama, hanyasajanilai Insolation digantimenjadi 800W/m², makaakandidapatkan table X-Y Power dan XV V-I sebagaiberikut:

Grafik I-V pada Isolation 800W/m²

 

Grafik P-V pada Isolation 800W/m²

 

Dengan parameter yang sama, hanyasajanilai Insolation digantimenjadi 600, makaakandidapatkan table X-Y Power dan XV V-I sebagai berikut

Grafik V-I pada Isolation 600W/m²

 

Grafik P-V pada Isolation 600W/m²

 

NilaiInsolation digantimenjadi 400, makaakandidapatkan table X-Y Power dan XV V-I sebagai berikut.

Grafik I-V pada Isolation pada 400W/m²

 

Grafik P-V pada Isolation 400W/m²

 

Insolation digantimenjadi 200, makaakandidapatkan table X-Y Power dan XV V-I sebagaiberikut:

Grafik I-V pada Isolation 200W/m²

 

Grafik P-V pada Isolation 200W/m²

 

Dari grafik percobaan di atas pada nilai insulation 1000W/m², 800W/m², 600W/m², 400W/m², 200W/m². Kita dapat menyimpulkan bahwa dengan input nilai insolation yang berbeda hasil tegangan tetap stabil dikarenakan menggunakan array selsurya. Grafik yang dihasilkan dari insolation tersebut menunjukkan arus berbanding terbalik dengan tegangan hal ini berarti semaki n besar nilai arusnya menyebabkan nilai tegangannya semakin kecil, sebaliknya semakin besar nilai tegangannya menyebabkan nilai arusnya semakin kecil.

Pada grafik di atas yang diambil dari percobaan praktikum menggunakan aplikasi Matlab terlihat bahwa saat nilai insulationnya yang dimasukkan semakin kecil menyebabkan nilai arus yang dihasilkan juga semakin kecil, hal ini dikarenakan pada nilai insolation yang dimasukkan tegangan yang dihasilkan tetap sama. Grafik yang dihasilkan dari insolation tersebut menunjukkan daya berbanding terbalik dengan tegangan artinya bahwa semakin besar daya yang dihasilkan menyebabkan tegangan yang dihasilkan semakin besar. Penggunaan array sel surya menyebabkan tegangan yang dihasilkan pada sel surya stabil tetapi arus tidak stabil ini berarti pada saat kapan pun dengan nilai insolation apapun array sel surya tetap mempunyai tegangan yang stabil.

3.8    Kesimpulan

1.    Semakin besar nilai insolation (radiasi matahari) menghasilkan daya yang semakin besar pula.

2.    Radiasi matahari berpengaruh besar terhadap arusnya, semakin besar nilai dari insolation (radiasi matahari) maka arus yang dihasilkan juga semakin besar.

3.    Radiasi matahari tidak mempengaruhi tegangan yang dihasilkan.

4.    Tegangan yang dihasilkan tetap stabil meskipun nilai insolation (radiasi matahari) berubah-ubah.

5.    Penggunaan PV array menghasilkan daya yang lebih besar dibandingkan hanya dengan menggunakan modul sel surya.

6.    Untuk mendapatkan rangkain PV array, modul-modul dirangkai secara parallel.

Posted in: