SIMULASI RANGKAIAN DC-DC BUCK CONVERTER PADA SISTEM PENYIMPANAN DAYA LISTRIK PANEL SURYA

Ferdy Alfian Indra Prasetya; Widyaningrum Indrasari; Rahmondia Nanda Setiadi

doi:10.21009/03.SNF2022.01.FA.14

Ferdy Alfian Indra Prasetya Program Studi Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Jakarta, Jl. Rawamangun Muka, RT.11/RW.14, Rawamangun, Kec. Pulo Gadung, Kota Jakarta Timur, Daerah Khusus Ibukota Jakarta, Indonesia
Widyaningrum Indrasari Program Studi Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Jakarta, Jl. Rawamangun Muka, RT.11/RW.14, Rawamangun, Kec. Pulo Gadung, Kota Jakarta Timur, Daerah Khusus Ibukota Jakarta, Indonesia
Rahmondia Nanda Setiadi Program Studi Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Riau, Jl. Bangau Sakti No.99, Simpang Baru, Kec. Tampan, Kota Pekanbaru, Riau, Indonesia

DOI: https://doi.org/10.21009/03.SNF2022.01.FA.14

Abstract

Abstrak

Pada proses penyimpanan energi listrik yang dihasilkan oleh panel surya ke dalam baterai diperlukan suatu sistem pengontrol yaitu menggunakan DC-DC buck converter. Melalui sistem ini dapat mengoptimalkan proses transmisi energi dari panel surya ke baterai. Untuk mendapatkan optimasi rangkaian DC-DC buck converter, dilakukan perencanaan melalui simulasi rangkaian buck converter dengan memperhitungkan nilai faktor kualitas Q pada filter butterworth orde-2. Variasi Q yang digunakan terdiri dari tiga variasi, yaitu 0,541, 0,707, dan 1,307 dengan menggunakan frekuensi cut-off sebesar 5kHz. Masing-masing variasi Q menggunakan resistor R dengan nilai 180Ω, 220Ω, dan 430Ω. Hasil pengujian menunjukkan bahwa penguatan sinyal pada frekuensi cut-off masing-masing yaitu -4,8dB (untuk Q = 0,541), -3,1dB (untuk Q= 0,707), dan 2,7dB (untuk Q = 1,307). Hasil pengujian juga menunjukan bahwa noise yang dihasilkan pada tegangan keluaran semakin besar seiring dengan peningkatan nilai Q.

Kata-kata kunci: Panel Surya, Buck Converter, Faktor Kualitas, Frekuensi Cut-Off.

Abstract

In the process of storing electrical energy produced by solar panels into the battery need a control system, namely using a DC-DC buck converter. Through this system, it is possible to optimize the energy transmission process from solar panels to batteries. To get the optimization of the DC-DC buck converter circuit, planning is done through simulation of the buck converter circuit by taking into account the value of the quality factor Q on the butterworth filter of order-2. The Q variation used consists of three variations, namely 0.541, 0.707, and 1.307 using a cut-off frequency of 5kHz. Each variation of Q uses a resistor R with a value of 180Ω, 220Ω, and 430Ω. The test results show that the signal gain at the cut-off frequency is -4.8dB (for Q = 0.541), -3.1dB (for Q = 0.707), and 2.7dB (for Q = 1,307). The test results also show that the noise generated at the output voltage is greater as the Q value increases.

Keywords: Solar Cell, Buck Converter, Quality Factor, Cut-Off Frequency

References

I. Kholiq, “Pemanfaatan Energi Alternatif Sebagai Energi Terbarukan Untuk Mendukung Subtitusi BBM,” J. IPTEK, vol. 19, no. 2, pp. 75-91, 2015, doi: 10.1016/s1877-3435(12)00021-8.

B. H. Purwoto et al., “Efisiensi Penggunaan Panel Surya Sebagai Sumber Energi Alternatif,” Emit. J. Tek. Elektro, vol. 18, no. 1, pp. 10-14, 2018, doi: 10.23917/emitor.v18i01.6251.

W. Indrasari et al., “The Active Hybrid Solar Panel integrated with Fresnel Lens Concentrator,” J. Phys. Conf. Ser, vol. 1485, 2020, doi: 10.1088/1742-6596/1485/1/012005.

R. Fernandes & M. Yuhendri, “Implementasi Solar Tracker Tanpa Sensor pada Panel Surya,” JTEV (Jurnal Tek. Elektro dan Vokasional), vol. 6, no. 2, pp. 337-343, 2020.

W. S. Budi, “Rancang Bangun Sistem Penyimpan Energi Listrik Panel Surya Menggunakan Maximum Power Point Tracker,” Skripsi, 2021.

A. Subari & S. Manan, “Perencanaan filter pasif untuk meningkatkan kualitas daya listrik di kampus diploma III fakultas teknik undip,” GEMA Teknol, vol. 17, no. 4, pp. 144-151, 2014.

I. Rectifier, “IRF2808 Datasheet,” Datasheet. pp. 1-12.

O. Melfazen, “Stabilisasi Tegangan Keluaran Buck Converter Dengan Metode Fuzzy Logic Controller,” ELTEK, vol. 16, no. 2, pp. 125-137, 2018.

I. Hickman, “Passive Circuits,” in Analog Eectronics, pp. 26-45, 1999.

S. B. Mulia, “Simulasi Perancangan Rangkaian Band Pass Filter dengan Frekuensi Band Variable menggunakan Matlab,” ELEKTRA, vol. 1, no. 2, pp. 25-31, 2016.