Prasetya Adi Kusuma updated smart grid.pptx

Click to edit Master title style
1
The Power Grid:
Smart, Secure,
Green and
Reliable
P r a s e t y a A d i K u s u m a

2
Konversi Daya dalam
Jaringan
K o n v e r t e r d a y a b e r o p e r a s i s e b a g a i b a g i a n d a r i j a r i n g a n l i s t r i k
d a n d i t e m u k a n d i s e j u m l a h t i t i k d i s e p a n j a n g j a r i n g a n l i s t r i k ,
t e r m a s u k p e m b a n g k i t l i s t r i k , g a r d u i n d u k , d a n t i t i k d i s t r i b u s i .
S e b a g a i c o n t o h , g a r d u t r a n s m i s i y a n g s e r i n g d i t e m u k a n d i
j a r i n g a n l i s t r i k m e n g h u b u n g k a n p e m b a n g k i t l i s t r i k d e n g a n
s a l u r a n t r a n s m i s i t e g a n g a n t i n g g i , d a n g a r d u l i s t r i k m e n y e d i a k a n
a k s e s d a r i p e r u m a h a n d a n k o m e r s i a l k e s a l u r a n t r a n s m i s i
t e g a n g a n t i n g g i . G a r d u - g a r d u i n i m e n g h u b u n g k a n j a l u r t r a n s m i s i
t e g a n g a n t i n g g i k e j a l u r d i s t r i b u s i y a n g d a p a t d i t e m u k a n d i
j a l a n - j a l a n p a d a u m u m n y a . L a n g k a h t e r a k h i r d a l a m k o n v e r s i
d a y a t e r j a d i d i t i a n g d i s t r i b u s i . D i s i n i , b i a s a n y a d i t e m u k a n d r u m
y a n g b e r i s i t r a f o y a n g m e n g h u b u n g k a n j a l u r d i s t r i b u s i d e n g a n
k o n s u m e n .

3
Konverter Daya Cerdas untuk Smart Grid
Konverter daya pintar akan dapat melakukan konversi daya dua arah,
dan untuk mengubah tegangan kerja dari salah satu jenis aliran arus
(AC, Arus Bolak-balik atau DC, Arus Searah) untuk mengakomodasi
kondisi yang berubah-ubah. Selain itu, konverter daya pintar akan
merasakan kondisi, mengkonfigurasi ulang dirinya sendiri, dan
mungkin melaporkan kondisi yang dirasakan secara elektronik
sehingga bagian dari jaringan dapat dipantau dari lokasi terpusat.
Pada dasarnya, konverter daya pintar menggabungkan kecerdasan
yang ditemukan dalam teknologi informasi modern dengan topologi
elektronika daya canggih untuk memenuhi tujuan ini.Translated with
DeepL.com (free version)

4
Transformator adalah jantung dari jaringan listrik saat ini.
Transformator adalah perangkat pasif yang terdiri dari sejumlah
kumparan yang digabungkan bersama menggunakan inti magnetik
dengan permeabilitas tinggi. Inti tersebut menyediakan kopling fluks
magnetik yang baik antara kumparan yang dililitkan di sekelilingnya,
memberikan tingkat isolasi galvanik sekaligus memungkinkan
konversi tegangan AC. Pertimbangkan trafo distribusi yang biasa
ditemukan di lingkungan perumahan

5
• Terdiri dari sejumlah lilitan tetap yang dililitkan pada sisi primer dan
sekunder dari inti yang terbuat dari bahan yang memiliki
permeabilitas magnetik yang tinggi untuk memberikan kopling fluks
yang baik di antara kedua belitan. Sumber bolak-balik yang
menggerakkan belitan primer menghasilkan fluks yang bervariasi
terhadap waktu pada inti besi, yang digabungkan ke belitan
sekunder. Fluks ini menginduksi tegangan pada belitan sekunder dan
berpotensi untuk menggerakkan arus melalui beban yang terhubung.
Hubungan antara tegangan AC pada sisi sekunder dan sisi primer
diberikan oleh rasio belitan pada sisi sekunder dengan sisi primer.

6
Transformator solid-state (SST) dioptimalkan untuk memberikan
tegangan target optimal pada frekuensi yang diinginkan ke beban
yang dapat dimodifikasi atau dikontrol secara elektronik sampai
batas tertentu. Sebagai konsekuensinya, transformator ini
mampu melakukan pengaturan tegangan-pengiriman tegangan
yang stabil dalam menghadapi gangguan jaringan.

7
Terdiri dari transformator standar pada intinya, sejumlah switch,
dan filter pada input dan output transformator. Switch beroperasi
pada frekuensi yang lebih tinggi dari bentuk gelombang input
(misalnya, frekuensi saluran) untuk memodulasi sumber AC ke
dalam bentuk gelombang yang kemudian diterapkan ke
transformator. Filter induktor dan kapasitor orde dua pada input
ke konverter meminimalkan jumlah gangguan yang muncul dari
peralihan arus pada input. Filter yang dibentuk oleh jaringan
kapasitor terpisah pada output juga menghilangkan transien
switching yang tidak diinginkan.

8
Bentuk gelombang transformator,
output, dan sakelar untuk konverter
AC-AC full-bridge yang beroperasi
pada sudut fase switch relatif 30
derajat (kiri) dan 60 derajat (kanan).
Bentuk gelombang transformator
ditumpangkan di atas bentuk
gelombang output (putus-putus).
Contoh bentuk gelombang
transformator, bentuk gelombang
output, dan waktu switch

9

10
Di sini, tegangan input secara nominal dibagi sama rata di antara N
modul. Karena output dari masing-masing modul digabungkan secara
paralel, kebutuhan arus output per modul diturunkan dengan faktor N
juga. Ada batasan praktis untuk jumlah modul yang dapat
digabungkan karena menurunkan persyaratan tegangan dan arus
pada modul harus mengorbankan lebih banyak transistor dan
perangkat keras terkait (mis., Manajemen termal). Jelas bahwa
jumlah komponen dan karenanya berat dan ukuran SST dapat
dikurangi ketika switch dengan kemampuan penanganan tegangan
dan arus yang lebih tinggi dikembangkan.

11
Kemajuan dalam Perangkat Semikonduktor
Daya yang dihamburkan dalam perangkat aktif seperti transistor
adalah produk dari tegangan sesaat di terminal perangkat dan arus
yang mengalir melalui perangkat (misalnya, arus dan tegangan
kolektor-emitor untuk kasus transistor bipolar). Untuk alasan ini,
perangkat aktif harus memberikan resistansi rendah ketika sedang
menghantarkan dan mencegah arus bocor saat dimatikan. Resistansi
rendah mempertahankan tegangan terminal yang rendah selama
konduksi dan meminimalkan disipasi daya.

12
IGBT ( Insulated Gate Bipolar Transistor) dan
MOSFET. Kemajuan terbaru dalam struktur
perangkat yang dikombinasikan dengan
perpindahan dari silikon ke semikonduktor
celah band lebar seperti silikon karbida telah
memungkinkan pengoperasian konverter pada
tingkat daya dan frekuensi yang lebih tinggi.

13
Power MosFet Teknologi MOSFET sudah ada sejak tahun
1970-an di mana transistor efek medan gerbang
terisolasi pertama kali diproduksi.MOSFET
tipikal terdiri dari terminal gerbang, sumber,
saluran pembuangan, dan badan bersama
dengan daerah bahan semikonduktor tipe-n dan
tipe-p

14
Untuk aplikasi daya, MOSFET planar akan membutuhkan jejak
spasial yang signifikan untuk menciptakan area penampang besar
yang diperlukan untuk mengirimkan arus dalam jumlah besar.Struktur
vertikal seperti yang ditunjukkan pada gambar meringankan masalah
ini dan memungkinkan arus yang lebih tinggi. Dalam konfigurasi ini,
arus mengalir secara vertikal sehingga meningkatkan luas
penampang yang dilalui arus yang ditransmisikan dengan tetap
mempertahankan ukuran paket yang kurang lebih sama. Nilai
tegangan perangkat tergantung pada ketebalan dan konsentrasi
doping lapisan tipe-n, yang juga dapat memengaruhi resistansi
kondisi aktif.

15
Insulated Gate Bipolar Transistors (IGBTs)
Sejarah IGBT dimulai sejak tahun 1980-
an, ketika perangkat generasi pertama
diciptakan. IGBT adalah perangkat tiga
terminal yang terdiri dari empat lapisan
bahan semikonduktor dalam susunan n-
p-n-p seperti yang ditunjukkan pada
Gambar

16
IGBT adalah perangkat yang dikontrol tegangan yang memodulasi
konduktivitas dengan menginjeksikan pembawa minoritas dari
wilayah p1 ke wilayah n. Jumlah injeksi tergantung pada medan listrik
antara gerbang dan kolektor, dan karenanya IGBT dikatakan sebagai
perangkat yang dikontrol tegangan. Ini lebih menguntungkan
daripada transistor bipolar konvensional dalam hal efisiensi dalam
aplikasi daya karena dalam kondisi mapan tidak ada arus yang harus
disuplai ke terminal gerbang.

17
3.3.1 Integrasi Energi Terbarukan
3.3.1.1 Konversi Daya untuk PV
17
Berdasarkan gambar dibawah. Arus dan
keluaran daya dari modul PV surya sebagai
fungsi dari tegangan operasi. Sekarang tetap
konstan dalam rentang tertentu tegangan
operasi sebelumnya menurun sehingga
menyebabkan titik keluaran daya maksimum.
• Efisiensi Modul PV: Efisiensi sebuah modul fotovoltaik (PV) bergantung pada
seberapa banyak arus yang dihasilkan oleh modul tersebut dan topologi power
converter yang digunakan, yang termasuk desain inverter dan cara mereka
terhubung dalam array dengan satu atau lebih inverter.
• Metode Pelacakan MPP: Untuk operasi yang efisien, converter daya menggunakan
metode pelacakan titik kekuatan maksimum (MPP) untuk menyesuaikan titik
operasi relatif terhadap MPP. Beberapa metode yang digunakan untuk menentukan
MPP termasuk pemrograman kontroler konverter daya dengan tegangan tertentu
atau menggunakan pengukuran tegangan sirkuit terbuka dan membandingkannya
dengan kurva nominal untuk menemukan MPP.
• Perturb & Observe: Salah satu metode yang digunakan adalah algoritme perturbasi
dan pengamatan, yang memanfaatkan fakta bahwa kemiringan konduktansi
inkremental pada MPP adalah nol, yang bisa diimplementasikan sebagai umpan
balik dalam kontroler daya.

18
18
Pada gambar disamping, Sistem modul PV surya masing-
masing dilengkapi konverter daya yang mencakup
pelacakan titik daya maksimum. Tegangan dan arus
keluaran setiap modul dirasakan dan konverter daya
dioperasikan untuk memaksimalkan keluaran daya setiap
modul
• Konfigurasi Sistem: Sistem konfigurasi pada Fig. 3.9 menunjukkan sebuah DC-
AC power converter yang digunakan sebelum konversi ke AC secara
keseluruhan. Sirkuit penginderaan dipasang untuk memantau tegangan dan arus
keluaran setiap modul PV, memungkinkan algoritme untuk menyesuaikan titik
operasi setiap converter untuk memaksimalkan output sambil mempertahankan
tegangan yang stabil pada bus AC (jaringan listrik).
• Konfigurasi String Inverter: Salah satu konfigurasi sistem adalah string inverter,
di mana beberapa modul dihubungkan dalam seri untuk mencapai tegangan
keluaran tertentu. Desain sistem ini membutuhkan pendekatan yang berbeda
dan mempertimbangkan berbagai konfigurasi topologi untuk memenuhi
kebutuhan khusus dari setiap sistem.

19
Gambar disamping menjelaskan tentang Arsitektur
umum sistem PV surya (Alahmad et al., 2011).
Konfigurasi String Inverter: Konfigurasi string inverter memungkinkan jumlah arus dan daya yang lebih besar dengan
menghubungkan beberapa panel yang memiliki string inverter terpisah ke sebuah bus DC yang kemudian diinversikan
menjadi AC dan disambungkan ke grid. Sistem ini memiliki kelebihan dalam efisiensi arus yang dihasilkan.
Keuntungan dan Kekurangan: Meskipun sistem string inverter meningkatkan arus dan daya, ini juga menghadirkan
tantangan, khususnya ketika ada perbedaan kondisi penerangan pada modul individu, yang bisa menyebabkan perbedaan
titik maksimum power point (MPP) dan mengurangi efisiensi.
Masalah Bayangan Parsial: Jika sebuah modul dalam string terkena bayangan, ini dapat mempengaruhi seluruh string
karena menyebabkan pergeseran MPP, sehingga tidak semua modul dapat dioperasikan pada MPP optimal mereka, yang
mengakibatkan penurunan efisiensi output daya.
Penggunaan Microinverter: Solusi untuk mengatasi masalah bayangan parsial dan penurunan efisiensi adalah
menggunakan arsitektur adaptive yang terdiri dari beberapa DC-AC inverter dengan rating daya yang lebih rendah
(microinverter), yang memungkinkan modul individu untuk terhubung atau terisolasi dari string.
Kompleksitas Kontrol dan Riset yang Berkelanjutan: Penerapan sistem dengan microinverter melibatkan algoritma kontrol
yang kompleks dan pengambilan keputusan yang cermat. Meskipun microinverter dapat meningkatkan efisiensi dalam
kondisi bayangan parsial, tantangan dalam implementasi sistem ini adalah kompleksitas algoritma kontrolnya, dan
penelitian masih terus berlangsung untuk mengoptimalkannya.

20
20
3.3.1.2 Konversi Daya untuk Angin
• Peningkatan Energi Angin: Kapasitas pembangkitan energi angin telah
meningkat signifikan, dengan teknologi yang memungkinkan
pengumpulan energi yang lebih efisien.
• Turbin Angin Berkecepatan Variabel: Turbin angin modern lebih sering
menggunakan kecepatan variabel, yang memungkinkan penyesuaian
output daya sesuai dengan kecepatan angin.
• Kontrol Aerodinamik: Kontrol sudut pitch bilah turbin angin mengatur
ekstraksi daya untuk mencegah kerusakan pada kecepatan angin yang
tinggi.
• Konverter Daya: Turbin angin berkecepatan variabel menggunakan
konverter daya untuk menyesuaikan output listrik agar sesuai dengan
grid.
• Efisiensi dan Kontrol: Teknologi konverter daya canggih, seperti
generator yang diberi makan ganda, meningkatkan efisiensi dan kontrol
output dari turbin angin.

21
21
Gambar Arsitektur konversi daya
untuk generator turbin angin,
termasuk (A) Konversi daya skala
parsial dan (B) Konversi daya skala
penuh.

22
3.3.2 Sistem Penyimpanan Energi
22
 Energi Terbarukan dan Penyimpanan: Sumber energi terbarukan tidak selalu
menghasilkan output daya yang konstan, sehingga penting untuk menggunakan
sistem penyimpanan energi (ESS) untuk menyimpan energi yang dihasilkan selama
puncak produksi.
 Teknologi ESS: Teknologi untuk ESS meliputi baterai dengan berbagai medium,
seperti lithium-ion dan sodium-sulfur, yang memiliki kepadatan energi yang berbeda
dan cocok untuk penyimpanan jangka pendek hingga jangka panjang.
 Pengaturan ESS: Pengaturan sistem ESS harus dilakukan dengan tepat, termasuk
proses pengisian yang sesuai dengan spesifikasi teknis untuk menghasilkan kinerja
yang optimal.

23
23
 Konverter AC-DC: Untuk mengintegrasikan ESS ke dalam grid, diperlukan konverter
daya AC-DC bidireksional yang canggih untuk memastikan aliran daya yang efisien
dan keandalan sistem.
 Topologi Konverter Canggih Riset terbaru fokus pada pengembangan topologi
konverter yang lebih canggih dan efisien, termasuk penggunaan MOSFETs dan IGBTs
untuk mengurangi kehilangan dalam konverter.
 Pemantauan dan Pengendalian Baterai: Metode pemantauan baterai, seperti
penghitungan Coulomb dan pemantauan tegangan sel, digunakan untuk
memperkirakan kapasitas baterai yang tersisa dan mengoptimalkan penggunaannya.
Teknik ini memerlukan kalibrasi yang tepat dan peningkatan melalui metode
perhitungan yang lebih canggih telah dilakukan untuk meningkatkan akurasi estimasi
kapasitas baterai.

24
24
Gambar Arsitektur konverter daya untuk mengintegrasikan
sumber energi terbarukan dengan sistem penyimpanan
energi (ESS). Konverter terdiri dari beberapa komponen
konverter DC-DC yang dihubungkan ke inverter melalui
bus DC. Sistem kontrol menentukan arah aliran daya
tergantung pada produksi daya dan permintaan
jaringan(Clark, 2012).
Gambar Konverter AC-DC dua arah satu fasa

25
3.4 Integrasi Electric Vehicles (Evs)
3.5 Tren Masa Depan
25

26
26
o Kendaraan listrik (EVs) semakin populer karena efisiensi bahan bakar
dan peran mereka dalam mengurangi emisi.
o Meskipun EVs masih menjadi bagian kecil dari total konsumsi daya di
jaringan listrik saat ini, jumlah EVs di pasaran diperkirakan akan terus
bertambah.
o Kombinasi antara EVs dan jaringan listrik pintar menciptakan potensi
pertumbuhan yang signifikan, di mana teknologi ini dapat saling
mendukung satu sama lain.
o Konverter daya memungkinkan adaptasi antara EVs dan jaringan listrik
pintar dengan menyediakan berbagai pilihan pengisian yang bekerja
secara sinergis dengan harga variabel untuk konsumsi dan bahkan
sumbangan daya.
o Kemajuan dalam desain sistem daya dan semikonduktor membuat EVs
lebih efisien, meningkatkan popularitasnya, dan memperkuat perannya
di industri daya masa depan.
3.4 Integrasi Pada EVs

27
3.4.1 Kebutuhan Daya dan Konsumsi EV
27
Kendaraan listrik (EVs) menggunakan rangkaian baterai sebagai pasokan energi dan
memerlukan beberapa tahap konversi daya untuk berbagai fungsi kendaraan, masing-masing
diilustrasikan secara skematik pada Gambar 3.15. diatas.

28
• Baterai saat terisi penuh memiliki kapasitas energi antara 15 dan 30 kWh dan
beroperasi pada tegangan beberapa ratus volt.
• Tegangan jaringan AC harus direktifikasi dan dikonversi menjadi nilai yang
sesuai menggunakan konverter AC/DC, yang dapat berada di dalam kendaraan
atau terintegrasi ke dalam modul pengisian DC.
• Energi yang disimpan dalam baterai dikonversi menjadi daya traksi untuk
digunakan oleh motor AC dengan bantuan konverter DC/AC yang ada di dalam
kendaraan, yang biasanya terdiri dari konverter DC/DC dan inverter DC/AC yang
terpisah.
• Selanjutnya, Daya dari baterai HV harus dikonversi di dalam kendaraan untuk
mengisi baterai kendaraan sebesar 12 V yang memasok daya ke banyak
perangkat tambahan standar di kendaraan.
28

29
3.4.2 Pengisian Daya
29
 Infrastruktur pengisian menjadi penting karena EV memerlukan pengisian baik di
rumah maupun di luar rumah. Pengisian di rumah di malam hari efektif karena
mobil biasanya tidak digunakan dan beban listrik pada jaringan relatif rendah.
Namun, pengisian di luar rumah juga penting, karena kebutuhan untuk
meminimalkan waktu pengisian di jalanan, pengisian ini memiliki persyaratan
daya yang lebih tinggi.
 Setiap pengisi daya EV memiliki serangkaian komponen elektronika daya yang
serupa. Daya AC dari jaringan diubah menjadi sumber DC melalui penggunaan
diode bridge. Selanjutnya, daya DC dikonversi menjadi tegangan yang sesuai
menggunakan konverter DC/DC yang dikendalikan untuk menghasilkan profil
pengisian yang sesuai untuk baterai kendaraan.

30
30
 Baterai lithium-ion (Li-ion) banyak digunakan dalam EV karena memiliki kepadatan
energi tinggi, yang merupakan faktor penting untuk pertimbangan berat kendaraan.
Banyak baterai mengisi daya dalam mode ganda, dengan menggunakan arus konstan
hingga sebagian besar tegangan tercapai, kemudian beralih ke mode tegangan
konstan sambil mengurangi arus secara bertahap untuk mencapai kapasitas penuh.
 Meskipun EV adalah teknologi yang baru, standar seperti SAE J1772 telah ditetapkan
untuk menentukan tindakan pengisian EV di Amerika Serikat. Standar ini menetapkan
tiga jenis pengisi daya EV yang dirangkum dalam tabel dibawah.

31
Tabel 1. Karakteristik Daya Tipe Pengisi Daya
EV yang Berbeda yang Ditetapkan oleh SAE
(SAE, 2011)
31

32
32
• Pengisi Daya AC Level 1 menggunakan stopkontak AC standar 120 V di Amerika Serikat dan
membutuhkan sedikit perubahan dalam infrastruktur, namun karena kapasitas pengiriman dayanya
yang terbatas, pengisian yang diperpanjang seperti pada jam-jam malam lebih cocok dilakukan
menggunakan jenis pengisi daya ini.
• Pengisi Daya AC Level 2 menggunakan daya fasa terpisah 208 atau 240 V, terbatas pada 80 A,
sehingga dapat menyuplai hingga 19,2 kW. Kedua jenis pengisi daya ini memerlukan peralatan
penyearah/konverter onboard pada kendaraan listrik dan dibatasi dalam kapasitas penanganan daya
oleh faktor ukuran dan beratnya.
• Pengisi Daya AC Level 3, yang masih dalam tahap usulan, akan memberikan daya lebih dari 20 kW.
Pengisi daya DC, termasuk Supercharger Tesla dan CHAdeMO, melakukan konversi daya di luar
kendaraan, memungkinkan pengiriman daya yang lebih besar, dan ditujukan untuk kendaraan listrik
yang memerlukan pengisian di luar rumah.
• Pengisian yang cepat di lapangan menjadi kebutuhan yang diinginkan, seperti yang disediakan
oleh pengisi daya DC Eaton 50 kW, yang memungkinkan pengisian baterai 20 kWh dalam waktu
sekitar 24 menit, mempermudah akses pengisian saat bepergian bagi pemilik kendaraan listrik.

33
3.4.3 Inverter EV
33
Konversi energi yang tersimpan dalam baterai HV menjadi daya AC diperlukan untuk menggerakkan motor traksi
kendaraan. Dalam kendaraan EV hibrida. Dibandingkan dengan konverter AC/DC, inverter DC/AC memiliki
persyaratan daya yang harus mampu memenuhi kebutuhan motor listrik secara real-time.
Departemen Energi Amerika Serikat menyediakan efisiensi bahan bakar bagi kendaraan listrik dengan metode
standar yang sama seperti kendaraan bertenaga bensin, dan nilai efisiensi bahan bakar untuk beberapa
kendaraan listrik yang diwakili antara tahun 2014 dan 2016 terdokumentasi dalam Tabel 3.3. dibawah ini:

34
34
 Efisiensi energi sangat penting karena kapasitas baterai yang terbatas dapat membatasi penggunaan kendaraan. Selain itu,
inverter juga harus dapat beroperasi dalam mode balik untuk mengalihkan energi kembali ke baterai saat pengereman
regeneratif digunakan. Kebutuhan daya bagi kendaraan listrik selama penggunaan dipengaruhi oleh berbagai faktor seperti
kecepatan, kondisi jalan, dan penggunaan sistem tambahan.
 Perkiraan kebutuhan daya rata-rata kendaraan listrik (EV) berdasarkan kecepatan jalan raya dan efisiensi bahan bakar dimana
dalam kasus ini, dengan kecepatan di jalan raya 65 mil/jam dan efisiensi bahan bakar 36 kWh per 100 mil, motor traksi EV akan
memerlukan daya rata-rata sekitar 23,4 kW yang dipasok oleh inverter kendaraan. Kebutuhan daya yang tinggi ini, bersama
dengan baterai berdaya tinggi (HV) dalam sistem daya, akan mempengaruhi pemilihan komponen yang digunakan dalam
inverter.
 Inverter pada kendaraan listrik (EV) memiliki struktur yang mirip dengan konverter tiga fasa yang dapat beroperasi dalam dua
arah. Inverter ini menerima masukan dari baterai berdaya tinggi (HV) dalam bentuk arus searah (DC HV), dan melalui
serangkaian sakelar dan proses konversi yang diatur waktu, daya diubah menjadi arus bolak-balik (AC) tiga fasa yang kemudian
disalurkan ke motor traksi. Karena persyaratan daya yang tinggi, biasanya Insulated Gate Bipolar Transistors (IGBT) digunakan
sebagai sakelar dalam inverter. IGBT memiliki kekuatan yang mencukupi untuk menangani kebutuhan penyaklaran tegangan
tinggi dalam aplikasi otomotif. Elektronika kontrol dapat mengatur frekuensi sakelar IGBT untuk mengatur daya yang
disediakan kepada motor. Frekuensi sakelar untuk motor traksi biasanya berada dalam kisaran 5-10 kHz.
3.4.3 Inverter EV

35
3.4.3 Inverter EV
35
 Ketika menggunakan pengereman regeneratif pada kendaraan listrik, energi kinetik dari motor
traksi dikonversi menjadi energi listrik dan dialirkan ke baterai HV untuk pengisian ulang. Proses
ini memanfaatkan sakelar semikonduktor (IGBT) dan dioda untuk mengontrol arus dan tegangan,
serta konverter DC/DC untuk mengubah tegangan dan mengisi baterai HV. Selain itu, pendekatan
ini juga dapat digunakan untuk mengisi baterai menggunakan sumber daya listrik dari grid AC.
Dalam skenario ini, koneksi dilakukan di sisi motor traksi kendaraan, dengan inverter dan
konverter onboard kendaraan digunakan secara terbalik untuk mengkonversi dan mengalirkan
daya ke baterai.
 Kemajuan dalam teknologi inverter EV terutama difokuskan pada peningkatan pendinginan
termal dan pengurangan kerugian. Hal ini memungkinkan penggunaan inverter yang lebih kecil,
lebih ringan, dan lebih efisien, dengan penggunaan material semikonduktor yang lebih canggih
seperti SiC, yang memiliki konduktivitas yang lebih baik dan kerugian yang lebih rendah.

36
3.4.4 Peran Kendaraan Listrik
dalam Jaringan Listrik Cerdas
36
 Jaringan listrik cerdas bertujuan untuk meningkatkan ketahanan terhadap perubahan
beban dan mengurangi konsumsi yang berlebihan, terutama di daerah dengan beban
puncak mendekati batasnya.
 Melalui jaringan listrik cerdas, insentif diberikan kepada pemilik kendaraan untuk mengisi
daya di luar jam sibuk, mengurangi biaya dan meratakan konsumsi listrik harian.
 Infrastruktur pengisian daya kendaraan listrik, terutama stasiun pengisian cepat, perlu
direvisi untuk mengakomodasi kebutuhan pengisian yang lebih tinggi pada siang hari.
 Konsep seperti penyimpanan energi onsite dan pemanfaatan kendaraan listrik sebagai
sumber daya listrik sedang diteliti untuk mengatasi tantangan pengisian pada siang hari.
 Potensi pengembangan pasar listrik variabel oleh jaringan listrik cerdas memiliki sinergi
dengan perilaku adaptif kendaraan listrik, membuka peluang pertumbuhan bersama di
masa depan.

37
3.5 Tren Masa Depan
37
 Konverter daya skala grid mengalami peningkatan fleksibilitas, kecerdasan, dan ketangguhan untuk
mendukung jaringan listrik cerdas di masa depan.
 Adopsi lebih luas dari teknologi energi terbarukan, Sistem Penyimpanan Energi (ESS), dan integrasi
dengan kendaraan listrik (EV) akan dimungkinkan oleh konverter daya yang cerdas.
 Kemampuan konverter daya untuk melakukan konversi daya dua arah sambil mempertahankan
konfigurabilitas memungkinkan oleh penggunaan perangkat padat aktif dalam grid yang sebaliknya
pasif.
 Peningkatan teknologi dasar perangkat semikonduktor, seperti perangkat sakelar, akan menurunkan
biaya, ukuran, dan bobot konverter daya, mendukung adopsi yang lebih luas.
 Kemajuan dalam topologi konverter daya meningkatkan efisiensi sumber energi terbarukan seperti
angin dan surya, dengan penggunaan topologi yang lebih canggih dan algoritma kontrol yang
canggih.
 Fleksibilitas konverter daya memungkinkan integrasi sumber daya terdistribusi ke dalam jaringan
listrik, sementara aliran daya dua arah didukung oleh konverter daya canggih memungkinkan rumah-
rumah dengan PV untuk menjadi sumber daya terdistribusi juga.
 Adopsi EV bersama dengan PV dapat mengarah pada peran yang lebih besar bagi konverter daya,
seperti dalam konsep rumah pintar.

38
DAFTAR PUSTAKA
D'Andrade, Brian (Editor). (2017). The Power Grid: Smart, Secure, Green and
Reliable. Elsevier Science. Washington, DC, United States.

39
Thank You 

Prasetya Adi Kusuma updated smart grid.pptx

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to Prasetya Adi Kusuma updated smart grid.pptx

Similar to Prasetya Adi Kusuma updated smart grid.pptx (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (10)

Prasetya Adi Kusuma updated smart grid.pptx