Sistem Embedded Abdul Lathifudin Ghafur (1500022035) Pangestu Sapto Prabowo (1500022015) Cahya Utama Purwa Negara (1500022003)

1. TELKOMNIKA
ISSN: 1693-6930, accredited A by DIKTI, Decree No: 58/DIKTI/Kep/2013
DOI: 10.12928/TELKOMNIKA.v13i2.xxxx
Ringkasan Artikel - FPGA - Berbasis Pelacakan
Penambahan Konduktansi Titik Daya Maksimum
Kontroler Untuk Sistem Photovoltaik Secara Real Time
Abdul Lathifudin Ghafur, Pangestu Sapto Prabowo, Cahya Utama P.N.
Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Ahmad Dahlan
Jalan Prof. Doktor Soepomo, S.H. Janturan, Warungboto, Umbulharjo, Kota Yogyakarta,
Daerah Istimewa Yogyakarta 55164
e-mail: alathifghafur@gmail.com, saptopangestu7@gmail.com, cahya.utama63@gmail.com
Abstrak
Pelacakan titik daya maksimal adalah isu yang penting dalam sistem photovoltaic.
Oleh kerane itu perlu untuk mendesain ulang sistem agar lebih efisien dan dengan
biaya yang seefektif mungkin sehingga sistem dapat mengirimkan atau mentransfer daya
maksimum yang dierima dari photovoltaic ke beban. Berdasarkan model dinamis photovoltaic,
kriterianya akan dijelaskan dengan memodifikasi algortma secara original, variable adaptif, dan
diimplementasikan pada XILINX XC3S400 field programmable gate array (FPGA).
Awalnya model photovoltaic dan algoritma yang diusulkan dengan akan dimodelkan
dalam persamaan matematika dan disimulasikan menggunakan ' MATLAB / Simulink-sistem
generator. Perlu beberapa solusi yang diusulkan untuk menyederhanakan sistem berdasarkan
kendala desain untuk implementasi perangkat keras kontroler digital pada FPGA. Desain
dioptimalkan arsitektur perangkat keras dan kecepatan pemrosesan tinggi FPGA telah
meningkatkan kinerja pengendali digital dalam sistem MPPT dirancang. Hasil eksperimen
menunjukkan metode yang diusulkan memberikan kecepatan pelacakan yang baik dan juga
mitigasi risiko fluktuasi daya output.
Keywords: FPGA, PhotoVoltaic, MATLAB, XILINX XCS3S400
1. Pendahuluan
Dalam beberapa tahun terakhir, generasi energi terbarukan berkembang dengan
sangat cepat, hal ini berkaitan dengan isu lingkungan dan penurunan sumber daya bahan bakar
fosil. Dari seluruh teknologi energi terbarukan yang ada. Teknologi photovoltaic (PV)
merupakan sumber energi dengan sistem yang baik karena PV memiliki beberapa kelebihan
diantaranya bersih, biaya perawatan yang murah, ketersediannya, dan tidak menyebabkan
derau.
Penelitian mengenai sistem photovoltaic daam beberapa subjek termasuk juga
permodelan PV, algoritma pelacakan titik daya maksimum, koonfigurasi konverter daya dan isu
koneksi jaringan. perbedaan model diajukan dalam photovoltaic sel dalam literatur. Pemodelan
sebuah dioda adalah yang paling sederhana dan paling sering digunakan dalam pemodelan
untuk sel photovoltaic, dengan pemodelan ini cukup baik dalam kesederhanaannya dan
akurasinya. Pemodelan double dioda menghasilkan akurasi yang lebih baik pada kaakteristis
photovoltaic dimana persamaan matematis dari pemodelan ini lebih kompleks. Banyak berbagai
pemodelan photovoltaic disajikan dalam literatur.
Pemodelan ini perlu diimplementasikan dalam apliasi secara real time dengan
memperhatikan kompleksitasnya. Sel photovoltaic jarang bekerja di titik daya maksimum
(MPP)karena daya output maksimum sel PV tergantung pada berbagai variabel (suhu dan
iradiasi).
2. Metode Penelitian
Pada penelitian ini awalnya dilakukan pemodelan sistem dari sel photovoltaic.
Pemodelan ini berguna untuk mengevaluasi performa photovoltaic dan sistem titik daya
maksimum. Perlu dibuat sebuah pemodelan hubungan arus dan tegangan dari sel photovoltaic
dalam kondisi operasi yang berbeda-beda. Kapasitor yang terpasang pada rangkaian tersebut,

2. 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
nilainya diperkirakan untuk mengantisipasi adanya lonjakan dari karakteristik output akibat dari
efek proses pengisian dan pengosongan kapasitor.
DC/DC Buck Converter adalah sebuah konverter yang digunakan untuk
mengimplementasikan skema titik daya maksimum dari sistem photovoltaic dalam penelitian ni.
Berdasarkan karakteristik daya dengan tegangan dari sel Photovoltaic, hanya satu titik yang
dapat mencapai titik maksimum. Lalu saat photovoltaic langsung terhubung dengan beban,
ukuran beban sama dengan nilai tegangan yang dibagi dengana rus dalam titik daya
maksimum, sehingga daya maksimum dapat diterima dari sel photovoltaic.
Figure 1. Model dinamis sel photovoltaic
Algoritma yang diajukan untuk digunakan dalam penelitian ini dikendalikan oleh rasio
duty cycle yng dihasilkan oleh MOSFET. Algoritma ini memiliki respon yang cepat serta akurat.
Dalam beberapa literatur, beberapa pemodelan analisis diajukan untuk menguraikan
karakteristik dari solar sel dalam beberapa kondisi lingkungan yang berbeda.
3. Hasil dan Analisis
Sistem kontrol mulai meningkatkan rasio siklus dari 0%. Dalam setiap jam sistem, A / D
converter sampel tegangan dan nilai-nilai saat ini dari sel PV dan berlaku mereka dalam format
numerik untuk controller diimplementasikan pada FPGA. Kemudian kontroler menetapkan ΔD
gangguan menurut mengontrol algoritma. Buck konverter menetapkan daya keluaran sel
dengan mengubah rasio duty cycle rupa sehingga mencapai nilai maksimum.
Untuk evaluasi kinerja, perangkat lunak MPPT adaptif dikembangkan menggunakan
VHDL untuk Xilinx XC3S400 FPGA. Untuk mengevaluasi fungsi sistem MPPT diusulkan dalam
lingkungan yang dinamis, telah diuji dalam kondisi praktis. Hasilnya ialah menunjukkan bahwa
jumlah iradiasi berubah antara 500 dan 900 W / m. Sistem yang diusulkan pelacakan MPP
setidaknya mungkin waktu untuk perubahan mendadak dalam iradiasi surya dan mencapai ke
keadaan stabil pada daya optimal. Sistem MPP harus menjaga daya keluaran sel dalam jumlah
konstan sebagai beban berubah. Dari percobaan tersebut menunjukkan fungsi dari sistem
sebagai beban berubah dari 2 ke 1 Ω. Seperti yang kita lihat dalam hal ini, perkalian tegangan
output di arus keluaran dari sel adalah sama dengan beban berubah.
4. Kesimpulan
Pada paper ini, kriteria yang diguankan berdasarkan perbandingan antara titik operasi
dari sel photovoltaic dan titik daya maksimumnya didieterminasikan dengan rasio gangguan
duty cycle dari pulse width modulation (PWM) menggunakan kontrol sinyal yang dimodelkan
dengan sel photovoltaic dinamis. Dengan menggunakan metode ini, waktu respon dan fluktuasi
saat dalam kondisi steady state meningkat. Pemodelan yang disajikan disimulasikan
berdasarkan deskripsi dan pengimplementasian pada XC3S400.
Pemodelan dinamis diimplementasikan erdasarkan inti IP dalam ALU kontroler.
Frekuensi sebesar 52 MHz juga berhasil digunakan dalam proses tersebut. Berdasarkan hasil
dari penelitian ini, dengan menggunakan kecepatan proses dari FPGA dan juga kecepatan dari
Analog to Digital Converter, alogiritma yang diajukan berhasi menerima daya dari photovoltaic
ke beban dalam 2,5 mili detik dengan fluktuasi yang terendah.[1]
Referensi
[1] M. R. Chavoshian, A. Rouholamini, H. R. Naji, R. Fadaeinedjad, and R. Faraji, “FPGA-
based real time incremental conductance maximum power point tracking controller for
photovoltaic systems,” IET Power Electron., vol. 7, no. 5, pp. 1294–1304, 2014.
[2] TELKOMNIKA (Telecommunication Computing Electronics and Control)
Publisher: Universitas Ahmad Dahlan