desain maximum power point tracking (mppt) padaeprints.umm.ac.id/40880/1/pendahuluan.pdfdan...

11
DESAIN MAXIMUM POWER POINT TRACKING (MPPT) PADA PHOTOVOLTAIC DENGAN KONVERTER DC-DC TIPE CUK MENGGUNAKAN ALGORITMA ARTIFICIAL BEE COLONY SKRIPSI Sebagai Persyaratan Guna Meraih Gelar Sarjana Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang Oleh : SEPTIAN MUTI NANDA 201310130311046 JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2018

Upload: others

Post on 14-Oct-2020

3 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: DESAIN MAXIMUM POWER POINT TRACKING (MPPT) PADAeprints.umm.ac.id/40880/1/PENDAHULUAN.pdfdan hidayah-NYA sehingga peneliti dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul : DESAIN MAXIMUM

DESAIN MAXIMUM POWER POINT TRACKING (MPPT) PADA

PHOTOVOLTAIC DENGAN KONVERTER DC-DC TIPE CUK

MENGGUNAKAN ALGORITMA ARTIFICIAL BEE COLONY

SKRIPSI

Sebagai Persyaratan Guna Meraih Gelar Sarjana

Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang

Oleh :

SEPTIAN MUTI NANDA

201310130311046

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2018

Page 2: DESAIN MAXIMUM POWER POINT TRACKING (MPPT) PADAeprints.umm.ac.id/40880/1/PENDAHULUAN.pdfdan hidayah-NYA sehingga peneliti dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul : DESAIN MAXIMUM
Page 3: DESAIN MAXIMUM POWER POINT TRACKING (MPPT) PADAeprints.umm.ac.id/40880/1/PENDAHULUAN.pdfdan hidayah-NYA sehingga peneliti dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul : DESAIN MAXIMUM

KATA PENGANTAR

Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat allah SWT, atas limpahan rahmat

dan hidayah-NYA sehingga peneliti dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul :

DESAIN MAXIMUM POWER POINT TRACKING (MPPT) PADA

PHOTOVOLTAIC DENGAN KONVERTER DC-DC TIPE CUK

MENGGUNAKAN ALGORITMA ARTIFICIAL BEE COLONY

Dalam penyusunan Tugas akhir ini penulis tidak akan mampu tanpa mendapat

bimbingan dari bapak dan ibu dosen , berkat ketekunan dan kesabaran beliau

akhirnya penulis mampu menyelesaikan tugas akhir ini yang merupakan salah satu

syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam penyusunan laporan ini masih

banyak kekurangan , maka saran dan kritik yang bersifat membangun penulis

harapkan untuk perbaikan atas kelemahan dan kekurangan penulis. Semoga laporan

ini dapat berguna dan bermanfaat bagi pembaca. Amin

Malang , 9 Juli 2018

(Septian Muti Nanda)

Page 4: DESAIN MAXIMUM POWER POINT TRACKING (MPPT) PADAeprints.umm.ac.id/40880/1/PENDAHULUAN.pdfdan hidayah-NYA sehingga peneliti dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul : DESAIN MAXIMUM

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ............................................................................................. 4

LEMBAR PERSETUJUAN ................................................................................ ii

LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................. iii

LEMBAR PERNYATAAN ................................................................................. iv

ABSTRAKSI .......................................................................................................... v

LEMBAR PERSEMBAHAN ............................................................................. vii

KATA PENGANTAR ........................................................................................ viii

DAFTAR ISI ......................................................................................................... ix

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ xi

DAFTAR TABEL .............................................................................................. xiii

BAB I PENDAHULUAN ..................................................................................... 1

Latar Belakang .......................................................................................... 1 1.1

Rumusan Masalah .................................................................................... 2 1.2

Batasan Masalah ....................................................................................... 2 1.3

Tujuan Penelitian ...................................................................................... 2 1.4

Sistematika Penulisan ............................................................................... 3 1.5

BAB II LANDASAN TEORI .............................................................................. 4

2.1 Sel Surya ................................................................................................... 4

2.2 Maximum Power Point Tracking (MPPT) .................................................... 4

2.3 Konverter Dc-Dc Tipe Cuk ....................................................................... 4

2.4 Algoritma Artificial Bee Colony .............................................................. 5

BAB III METODE PENELITIAN DAN PERANCANGAN ........................... 8

3.1 Pemodelan Photovoltaic (PV) ................................................................... 9

Page 5: DESAIN MAXIMUM POWER POINT TRACKING (MPPT) PADAeprints.umm.ac.id/40880/1/PENDAHULUAN.pdfdan hidayah-NYA sehingga peneliti dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul : DESAIN MAXIMUM

3.2 Rangkaian Konverter Dc-Dc Tipe Cuk................................................... 10

3.3 Algoritma Artificial Bee Colony ............................................................ 12

3.4 Pemodelan Simulink MPPT Dengan Artificial Bee Colony................... 21

3.5 Sistem Controller pembanding Tanpa MPPT ......................................... 21

3.6 Sistem Controller Pembanding Perturb And Observe (P&O) ................ 22

3.7 Desain Pengujian Konverter Dc-dc Tipe Cuk ........................................ 24

BAB IV HASIL DAN ANALISA ...................................................................... 26

4.1 Pengujian Rangkaian Konverter Dc-Dc Tipe Cuk.................................. 26

4.1 Pengujian Rangkaian Konverter Dc-Dc Tipe Cuk.................................. 26

4.2 Hasil Pengujian Modul Photovoltaic Menggunakan Algoritma Perturb And

Observe (P&O) ....................................................................................... 29

4.2 Hasil Pengujian Modul Photovoltaic Menggunakan Algoritma Artificial Bee

Colony (ABC) ......................................................................................... 32

4.2 Perbandingan Hasil Output Daya Tanpa MPPT, P&O, dan ABC .......... 34

BAB V PENUTUP .............................................................................................. 36

5.1 Kesimpulan ............................................................................................. 36

5.2 Saran ....................................................................................................... 36

DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 37

LAMPIRAN ......................................................................................................... 39

Page 6: DESAIN MAXIMUM POWER POINT TRACKING (MPPT) PADAeprints.umm.ac.id/40880/1/PENDAHULUAN.pdfdan hidayah-NYA sehingga peneliti dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul : DESAIN MAXIMUM

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Rangkaian Ekuivalen Konverter Dc-Dc Tipe Cuk .............................. 5

Gambar 2.2 Flowchart Artificial Bee Colony ......................................................... 7

Gambar 3.1 Flowchart Tahap Pembuatan Sistem MPPT........................................ 8

Gambar 3.2 Tampak Luar Modul PV ..................................................................... 9

Gambar 3.3 Pemodelan Rangkaian Panel Surya. .................................................... 9

Gambar 3.4 Blok Parameter Modul PV 4000 Watt. ............................................. 10

Gambar 3.5 Pemodelan Konverter Dc-Dc Tipe Cuk Pada Matlab Simulink. ...... 12

Gambar 3.6 Flowchart Artificial Bee Colony. ...................................................... 20

Gambar 3.7 Sistem Kotroler MPPT Artificial Bee Colony .................................. 21

Gambar 3.8 Rangkaian Simulink PV Tanpa MPPT. ........................................... 22

Gambar 3.9 Rangkaian simulink PV Dengan Perturb and Observe. ................... 23

Gambar 3.10 Desain Simulink Pengujian Cuk Konverter ................................... 25

Gambar 4.1 Hasil Output Pengujian Cuk Konverter ............................................ 26

Gambar 4.2 Daya Output PV Tanpa MPPT .......................................................... 27

Gambar 4.3 Daya Keluaran Konverter Cuk Tanpa MPPT ................................... 28

Gambar 4.4 Arus Output Konverter Cuk Tanpa MPPT ........................................ 28

Gambar 4.5 Tegangan Output Konverter Cuk Tanpa MPPT ................................ 29

Gambar 4.6 Daya Output PV P&O ....................................................................... 30

Gambar 4.7 Daya Keluaran Konverter P&O ........................................................ 30

Gambar 4.8 Arus Output Konverter P&O............................................................. 31

Gambar 4.9 Tegangan Output Konverter P&O .................................................... 31

Gambar 4.10 Daya Keluaran PV dengan Artificial Bee Colony .......................... 32

Gambar 4.11 Daya Output Konverter dengan Artificial Bee Colony ................... 33

Page 7: DESAIN MAXIMUM POWER POINT TRACKING (MPPT) PADAeprints.umm.ac.id/40880/1/PENDAHULUAN.pdfdan hidayah-NYA sehingga peneliti dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul : DESAIN MAXIMUM

Gambar 4.12 Tegangan Output Konverter dengan Artificial Bee Colony............ 33

Gambar 4.13 Arus Output Konverter dengan Artificial Bee Colony.................... 34

Gambar 4.14 Gelombang Daya Output ABC, P&O, dan Tanpa MPPT ............... 35

Page 8: DESAIN MAXIMUM POWER POINT TRACKING (MPPT) PADAeprints.umm.ac.id/40880/1/PENDAHULUAN.pdfdan hidayah-NYA sehingga peneliti dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul : DESAIN MAXIMUM

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Data Spesifikasi Konverter Dc-dc Tipe Cuk ........................................ 10

Tabel 3.1 Parameter Algoritma Artificial Bee Colony ......................................... 13

Tabel 3.3 Nilai Komponen Cuk Konverter ........................................................... 22

Tabel 4.1 Perbandingan Hasil Output Cuk Konverter .......................................... 27

Tabel 4.2 Data hasil output pada konverter cuk tanpa MPPT............................... 29

Tabel 4.3 Data Hasil Output Pada Konverter Dengan Perturb and Observe ........ 32

Tabel 4.4 Data Hasil Output Konverter Dengan Algoritma ABC ......................... 34

Tabel 4.5 Data hasil Daya output dari Tanpa MPPT, P&O dan ABC .................. 35

Page 9: DESAIN MAXIMUM POWER POINT TRACKING (MPPT) PADAeprints.umm.ac.id/40880/1/PENDAHULUAN.pdfdan hidayah-NYA sehingga peneliti dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul : DESAIN MAXIMUM

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran ........................................................................................................... 39

Lembar asistensi

Cek Plagiasi

Berita Acara

Page 10: DESAIN MAXIMUM POWER POINT TRACKING (MPPT) PADAeprints.umm.ac.id/40880/1/PENDAHULUAN.pdfdan hidayah-NYA sehingga peneliti dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul : DESAIN MAXIMUM

Daftar Pustaka

[1] P. T. Sawant, P. C. Lbhattar, and C. L. Bhattar, “Enhancement of PV System

Based on Artificial Bee Colony Algorithm under dynamic Conditions,” in

2016 IEEE International Conference on Recent Trends in Electronics,

Information & Communication Technology (RTEICT), IEEE Conferences,

2016, pp 1251 - 1255

[2] D. Kumar, and K.Chatterjee, “Artificial Bee Colony based MPPT Algorithm

for Wind Energy Conversion System,” in 2016 IEEE 6th International

Conference on Power Systems (ICPS), IEEE Conferences, 2016.

[3] K. Sundareswaran, P. Sankar, P. S. R. Nayak, S. P. Simon, and S.

Palani,“Enhanced Energy Output From a PV System Under Partial Shaded

Conditions Through Artificial Bee Colony,” in IEEE Transactions On

Sustainable Energy, volume. 6, issue.1, pp. 198 – 209, 2015.

[4] B. Bilal,”Implementation of Artificial Bee Colony Algorithmon Maximum

Power Point Tracking for PV Modules”,in 2013 8th International Symposium

on Advanced Topics in Electrical Engineering (ATEE), IEEE Conferences,

2013.

[5] E. Handawi, M. M. Salem, and Y. Atia, “Design and Control of Cuk

Converter and modified IC MPPT Technique for Off-Grid PV Systems ,” in

International Journal of Applied Engineering Research ISSN, volume. 11, no.

12, pp 7654 – 7661, 2016.

[6] T. Chakrabarti, U. Sharma, S. Manna, T. Chakrabarti, S. K. Sarkar,“Design of

Intelligent Maximum Power Point Tracking (MPPT) technique based on

Swarm Intelligence based Algorithms,” in 2015 International Conference on

Power and Advanced Control Engineering (ICPACE), IEEE Conferences,

2015, pp 173 – 177.

[7] S. Saravanan, N. R. Babu,“Performance Analysis of Boost & Cuk Converter

in MPPT Based PV System”, in 2015 International Conference on Circuit,

Power and Computing Technologies [ICCPCT], IEEE Conferences, 2015.

Page 11: DESAIN MAXIMUM POWER POINT TRACKING (MPPT) PADAeprints.umm.ac.id/40880/1/PENDAHULUAN.pdfdan hidayah-NYA sehingga peneliti dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul : DESAIN MAXIMUM

[8] N. Kumar, I. Hussain, B. Singh, B. K. Panigrahi,“ Maximum power peak

detection of partially shaded PV panel by using intelligent monkey king

evolution algorithm”, in 2016 IEEE International Conference on Power

Electronics, Drives and Energy Systems (PEDES), IEEE Conferences, 2017,

pp 5734 – 5743.

[9] M. R. Rashel, A. Albino, M. Tlemcani, T. C. F. Goncalves, J. Rifath,“

MATLAB Simulink modeling of photovoltaic cells for understanding

shadow effect,” in 2016 IEEE International Conference on Renewable

Energy Research and Applications (ICRERA), IEEE Conferences, 2016, pp

747 – 750.

[10] D. Yazdani, M. R. Meybodi, “A novel Artificial Bee Colony algorithm for

global optimization,” in 2014 4th International Conference on Computer

and Knowledge Engineering (ICCKE), IEEE Conferences, 2014, pp 443 –

448.