UTS Sistem Embedded #3

1. TELKOMNIKA, Vol.13, No.2, June 2015, pp. 125~132
ISSN: 1693-6930, accredited A by DIKTI, Decree No: 58/DIKTI/Kep/2013
DOI: 10.12928/TELKOMNIKA.v13i2.xxxx  281
Received February 23, 2014; Revised May 29, 2014; Accepted June 12, 2014
Resume FPGA-based maximum power point tracking
controller for photovoltaic systems
Akbar Muslim, Erik Herdiyanto, Andi Septian
Department of Electrical Engineering, University of Ahmad Dahlan, Yogyakarta
Jl. Prof. Dr. Soepomo,S.H.,Janturan,Warungboto,Yogyakarta 55161, +62 877 865 813 73
e-mail: akbar1500022007@webmail.uad.ac.id, erik1500022020@webmail.uad.ac.id,
andiseptian332@gmail.com
Abstrak
Maximum power point tracking (MPPT) merupakan sebuah masalah penting dalam
sistem photovoltaic (PV). Karenanya diperlukan sebuah desain sistem efisien dan hemat biaya
dimana mampu untuk mentransfer daya maksimal yang diterima PV cell ke beban. Studi ini
menjelaskan implementasi perangkat keras dari sebuah algoritma kenaikan waktu nyata dari
konduktansi MPPT untuk modul PV. Berdasarkan pada model dinamis PV, kriteria disajikan
dengan memodifikasi algoritma asli, sebuah variable adaptif dari algoritma langkah ukuran dari
INC direalisasikan dan secara efisien di implementasikan pada XILINX XC3S400 Field
Programming Gate Array (FPGA). Pertama, karakteristik model PV dan algoritma yang
diusulkan dengan persamaan matematika dimodelkan dan disimulasikan menggunakan
‘MATLAB/Simulink-system generator’. Desain yang di implementasikan dari arsitektur
perangkat keras dan kecepatan proses yang tinggi dari FPGA dapat meningkatkan performa
pada pengendali digital dalam desain sistem MPPT. Hasil eksperimen menunjukkan metode
yang diusulkan memberikan kecepatan pelacak an yang baik dan juga mitigasi fluktuasi daya
keluaran.
Keywords: MMPT, PV, FPGA, kenaikan konduktansi, peningkatan performa
1. Pengantar
Model dioda tunggal merupakan model paling sederhana dan yang paling sering
digunakan untuk PV cell karena menawarkan kompromi yang baik antara kesederhanaan dan
akurasi . Model dioda ganda menyediakan akurasi lebih pada karakteristik P-V dari PV cell
dimana model persamaan ini lebih kompleks [2]. Banyak PV dinamis yang berbeda model
disajikan dalam literatur.
Sel PV jarang bekerja pada maximum power point (MPP) karena daya keluaran
maksimum dari sel PV bergantung pada bermacam variable. Mempertimbangkan sifat non-
linear sel PV yang kita perlukan untuk melacak daya maksimum dengan alat pengendali untuk
meningkatkan daya efisiensi konversi ke sel PV.
Algoritma MPPT yang berbeda telah di sajikan untuk menambah efisiensi dari sistem
PV . Metode ini beragam dalam kecepatan konvergensi, oscilasi disekitar MPP, kompleksitas,
keperluan biaya dan peralatan elektronik . Metode kenaikan konduktansi adalah berdasarkan
fakta bahwa kurva daya-tegangan dari generator PV pada radiasi matahari konstan dan tingkat
suhu sel biasanya hanya satu MPP . Kriteria disajikan berdasarkan model dinamis sel PV untuk
meningkatkan kinerja metode incremental conductance (INC). hal itu berdasarkan pada
penggunaan fungsi Lambert W. Berdasarkan kriteria ini, metode adaptif INC yang dimodifikasi
dengan ukuran langkah variable perturbasi diperkenalkan untuk mengingkatkan kecepatan
pelacakan dan fluktuasi daya disekitar MPP. Berikut ini, pemodelan dan implementasi
perangkat keras sistem MPPT serta pertimbangan dalam implementasi praktis diselidiki.

2.  ISSN: 1693-6930
TELKOMNIKA Vol. 13, No. 2, June 2015 : 125 – 132
282
2. Metode penelitian
Pada pekerjaan ini, untuk verifikasi variable kinerja ukuran langkah yang diusulkan
variable INC algoritma MPPT, model dari MATLAB-Simulink dari sistem PV awalnya
dikembangkan, parameter dari model sel surya LORENTEZ LC80-12M di ekstraksi dan
digunakan untuk model array PV dalam simulasi dan hasil eksperimental. Parameter terkait dan
spesifikasi elektrik modul PV berada pada Tabel 1.
Table 1. Parameter dan spesifikasi elektrik dari
LORENTEZ LC80-12M array surya pada 25o
C,
1000 W/m2
Parameter Description
IMP 4.6 A
VMP 17.2 V
PMAX
ISC
VOC
KV
KI
NS
RS
RP
80 W
5 A
21.6 V
-0.0756V/K
0.0045A/K
36
0.248 Ω
234.96 Ω
40 nF/cm2
Figure 1. Model dinamis dari sel PV
3. Analisa dan Hasil
Dalam desain sistem MPPT yang diusulkan, kontribusinya dibuat dalam beberapa
aspek keseluruhan sistem, termasuk sistem simulasi, pengontrol pemrograman berbasis FPGA,
desain konverter dan pengaturan eksperimental. Menurut fitur ini, sistem MPPT yang diusulkan
menunjukan kecepatan pelacakan yang tepat dengan efisiensi tinggi. Sekarang, kinerja yang
diusulkan sistem diperiksa berdasarkan hasil eksperimen.
Untuk evaluasi performa, adaptive perangkat lunak MPPT dikembangkan
menggunakan VHDL untuk Xilinx XC3s400 FPGA. Pada bagian ini, ada beberapa langkah
ukuran variabel metode INC yang ditinjau; maka kinerja metode INC diusulkan dibandingkan
dengan metode INC variabel ukuran langkah tetap.
4. Kesimpulan
Pada jurnal ini, kriteria diatur berdasarkan perbandingan antara poin operasi dari sel
terhadap MPP untuk menentukan rasio siklus kerja perturbasi dari kontrol sinyal PWM
menggunakan model dinamis dari sel PV. Dari metode ini, respon waktu dan fluktuasi dalam
keadaan stabil akan meningkat. Berdasarkan dari hasil eksperimen, dengan kecepatan proses
yang tinggi dari FPGA dan juga menggunakan konverter A/D kecepatan tinggi, algoritma yang
diusulkan telah di transfer dan daya yang diterima dari PV ke beban dalam 2.5 ms dengan
fluktuasi rendah.
Daftar Pustaka
Faraji, R., Rouhalamini, A., Naji, H. R., Fadaeinedjad, R., & Chavoshian, M. R., FPGA- based
real time incremental conductance maximum power point tracking controller for
photovoltaic systems, IET Power Electronics, (2014), Vol.7, Iss. 5, pp. 1294-1304

3.  ISSN: 1693-6930
TELKOMNIKA Vol. 13, No. 2, June 2015 : 125 – 132
282

4. TELKOMNIKA ISSN: 1693-6930 
Title of Paper.. Title of Paper.. (First Author)
283