Perbandingan Efisiensi Energi Pengontrol T2FSMC dan PID pada Prototype Panel Surya

Abstract

I. PENDAHULUANATAHARI merupakan salah satu sumber energi yang dapat diperbaharui dan mendapat mendapat banyak perhatian untuk menggantikan bahan bakar fosil yang semakin menipis dan polusi udara yang ditimbulkan. Pemanfaatan matahari sebagai sumber energi yang dapat diperbaharui yakni konversi radiasi matahari menjadi energi listrik dengan menggunakan sel surya atau photovoltaic. Sel surya dikenal sebagai teknologi yang bersih, ramah lingkungan, serta memiliki biaya perawatan yang rendah. Namun, penggunaan sistem photovoltaic ini masih menjadi kendala untuk digunakan secara meluas di masyarakat dikarenakan biaya investasi yang mahal. Hal tersebut berbanding terbalik dengan nilai efisiensi yang rendah. Nilai efisiensi dari sebuah sistem PV bergantung pada beberapa faktor yakni radiasi solar, temperatur, posisi panel dan kondisi dari panel PV itu sendiri (misalnya : usia panel, kebersihan panel, dan lainnya) [1][2]. Dari beberapa faktor tersebut, diperlukan desain terhadap sistem PV untuk menghasilkan efisiensi dan daya paling optimum dalam berbagai kondisi lingkungan agar penggunaannya dapat semakin luas.Banyak pengembangan yang telah dilakukan tentang pengendali pada panel surya. Tahun 2017 telah dilakukan identifikasi parameter sistem penggerak pada prototype panel surya sehingga model matematika yang teridentifikasi mereprentasikan kondisi prototype panel surya sebenarnya [3], penelitian selanjutnya pada tahun 2017 dikembangkan perancangan kendali T2SFMC dan kendali PID yang digunakan untuk mengendalikan kecepatan sudut pad a panel surya, dari penelitian tersebut diperoleh bahwa kinerja kendali T2SFMC memiliki kinerja lebih baik dibandingkan kendali PID, namun pada penelitian ini tidak mempertimbangkan faktor cuaca [4]. PID (Proportional Integral Derivative) banyak digunakan dalam berbagai penelitian. Hal ini dikarenakan keberhasilan pengendali PID yang bergantung pada ketepatan dalam menentukan konstanta. Pengendali PID memiliki kelemahan yakni konstanta pada pengendali ini selalu sama untuk setiap nilai error yang terjadi dan diperlukan penalaan ulang jika terjadi perubahan parameter plant pada konstanta PID [4]. II. METODE PENELITIANPada bagian ini dijelaskan mengenai teori yang digunakan dalam penelitian untuk mendapatkan nilai efisiensi energi dan pengontrol yang paling baik. A. Model Matematika PVSel surya atau sel PV dapat megubah secara langsung energi radiasi matahari menjadi energi listrik. Karakteristik arus dan tegangan yang dihasilkan panel PV secara matematis ditulis sebagai berikut [5] :(1) Dengan := arus saturasi reverse (ampere) = tegangan antara terminal keluaran (volt) = resistansi seri (ohm) = fakor ideal dioda (kisaran 1-7,5) = konstanta Boltzmann ( ) = temperatur absolut = resistansi shunt (ohm) = jumlah sel surya yang dihubungkan paralel