1. Pendahuluan Pembangkit listrik fotovoltaik merupakan teknologi yang menggunakan energi matahari untuk mengubah energi cahaya menjadi listrik. Pada sistem pembangkit listrik fotovoltaik, untuk memperoleh daya pembangkit listrik yang maksimal, perlu dilakukan pelacakan perubahan intensitas radiasi matahari secara real time, dan mengatur keadaan kerja modul fotovoltaik agar tetap mendekati titik daya maksimum. Makalah ini memperkenalkan prinsip dan penerapan algoritma pelacakan titik daya maksimum untuk pembangkit listrik fotovoltaik.
2. Prinsip algoritma pelacakan titik daya maksimum
Dalam sistem pembangkit listrik fotovoltaik, daya keluaran modul fotovoltaik berhubungan dengan titik operasinya. Titik operasi ditentukan oleh tegangan dan arus komponen. Oleh karena itu, dengan mengatur keadaan kerja komponen agar bekerja mendekati titik daya maksimum, efisiensi pembangkitan daya maksimum dapat dicapai.
Algoritma pelacakan titik daya maksimum diwujudkan dengan memantau intensitas radiasi matahari secara real time dan menyesuaikan keadaan kerja modul sesuai dengan hasil pemantauan. Algoritma pelacakan titik daya maksimum yang umum digunakan adalah sebagai berikut:
2.1 Algoritma Perturb and Observe (P&O) Algoritma
P&O adalah algoritma pelacakan titik daya maksimum yang sederhana dan banyak digunakan. Prinsipnya menentukan titik daya maksimum dengan cara mengganggu keadaan kerja komponen secara terus menerus kemudian mengamati perubahan dayanya.
Langkah-langkah spesifiknya adalah sebagai berikut:
1. Inisialisasi kondisi kerja, termasuk tegangan dan arus.
2. Ukur daya saat ini.
3. Menambah atau mengurangi nilai tegangan atau arus dan mengukur daya baru.
4. Bandingkan daya lama dan daya baru, jika daya baru lebih besar dari daya lama, terus naikkan atau turunkan nilai tegangan atau arusnya; Jika daya baru lebih kecil dari daya lama, ubah arah dan kurangi ukuran langkah.
5. Ulangi Langkah 3 dan 4 hingga titik daya maksimum tercapai.
Algoritma P&O sederhana dan mudah diimplementasikan, namun karena didasarkan pada metode pencarian lokal, maka mudah terganggu oleh noise dan bayangan.
2.2 Algoritma Konduktansi Inkremental (INC) Algoritma
INC merupakan algoritma pelacakan titik daya maksimum berdasarkan metode diferensial. Prinsipnya adalah mencapai pelacakan titik daya maksimum dengan menyesuaikan kondisi kerja sesuai dengan karakteristik masuknya komponen.
Langkah-langkah spesifiknya adalah sebagai berikut:
1. Inisialisasi kondisi kerja, termasuk tegangan dan arus.
2. Ukur daya dan penerimaan keluaran saat ini.
3. Sesuaikan keadaan kerja sesuai dengan perbandingan antara masukan arus dan masukan sebelumnya:
- Jika masukan bertambah, nilai tegangan atau arus bertambah;
- Jika masuknya dikurangi, nilai tegangan atau arus berkurang;
- Jika masuknya tidak berubah, pertahankan kondisi kerja saat ini.
4. Ulangi Langkah 2 dan 3 hingga titik daya maksimum tercapai.
Dibandingkan dengan algoritma P&O, algoritma INC memiliki kecepatan respon yang lebih cepat dan stabilitas yang lebih baik, namun juga memiliki kompleksitas komputasi tertentu.
3. Penerapan algoritma pelacakan titik daya maksimum
Algoritma pelacakan titik daya maksimum banyak digunakan dalam sistem pembangkit listrik fotovoltaik untuk meningkatkan efisiensi pembangkitan listrik dan mengurangi kehilangan energi. Berikut adalah beberapa contoh algoritma pelacakan titik daya maksimum dalam aplikasi praktis:
3.1 Pembangkit Listrik Fotovoltaik
Pembangkit listrik fotovoltaik adalah sistem pembangkit listrik fotovoltaik yang paling umum. Pada pembangkit listrik fotovoltaik, dengan menggunakan algoritma pelacakan titik daya maksimum, keadaan kerja komponen dapat diatur secara real time sehingga selalu bekerja mendekati titik daya maksimum. Hal ini tidak hanya meningkatkan efisiensi pembangkitan listrik, namun juga memperpanjang umur komponen.
3.2 Lampu Jalan Fotovoltaik
Lampu jalan fotovoltaik adalah salah satu peralatan yang menggunakan energi matahari untuk penerangannya. Dengan menggunakan algoritma pelacakan titik daya maksimum, lampu jalan fotovoltaik dapat selalu bekerja pada daya maksimum jika terjadi perubahan intensitas radiasi matahari, sehingga memberikan waktu penerangan yang lebih lama.
3.3 Pengisi daya baterai fotovoltaik
Pengisi daya baterai fotovoltaik adalah perangkat yang menggunakan energi matahari untuk mengisi daya baterai. Dengan menggunakan algoritma pelacakan titik daya maksimum, kondisi kerja pengisi daya dapat disesuaikan secara real time agar selalu bekerja pada daya maksimum, sehingga meningkatkan efisiensi pengisian daya.
4. Kesimpulan
Algoritma pelacakan titik daya maksimum pembangkit listrik fotovoltaik merupakan teknologi penting, yang memainkan peran kunci dalam sistem pembangkit listrik fotovoltaik. Makalah ini memperkenalkan dua algoritma pelacakan titik daya maksimum yang umum: algoritma P&O dan algoritma INC, dan memperkenalkan penerapannya dalam skenario aplikasi yang berbeda.
Dengan kemajuan teknologi dan meningkatnya permintaan energi terbarukan, algoritma pelacakan titik daya maksimum akan semakin ditingkatkan dan dioptimalkan. Dengan terus meningkatkan akurasi dan stabilitas algoritma, efisiensi dan keandalan sistem pembangkit listrik fotovoltaik dapat lebih ditingkatkan.
