05 Otomasi PLC Sistem PLTS [PDF]

Citation preview

Otomasi Elektro Kontrol Modul 5



STTN 2014



OTOMASI PLC SISTEM PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA Oleh : Ign. Agus Purbhadi, SST.,M.Eng.



I. Tujuan 1. Mengetahui carakerja PLTS. 2. Menentukan kebutuhan komponen dalam merancang suatu PLTS 3. Membuat sistem otomasi PLTS dengan PLC 4. Menentukan efisiensi PLTS II. Sarana dan Prasarana 1. Panel surya. 2. Baterai (accumulator) 3. Baterai Charge Regulator (BCR) 4. Inverter 5. Unit Beban 6. Ampere meter 7. Volt meter 8. Kabel konektor III. Teori Singkat Pembangkit listrik tenaga surya (PLTS) adalah salah satu energi terbarukan yang memanfaatkan radiasi matahari menjadi energi listrik. Negara Indonesia sangat berpotensi untuk menjadikan energi surya sebagai salah satu sumber energi masa depan mengingat posisi Indonesia pada garis khatulistiwa yang memungkinkan sinar matahari dapat optimal diterima dihampir seluruh Indonesia sepanjang tahun. Di sisi lain, topografi dan geografi wilayah Indonesia tidak memungkinkan kebutuhan listrik dipenuhi melalui jaringan konvensional, oleh sebab itu PLTS merupakan salah satu solusi krisis energi khususnya di daerah-daerah terpencil yang belum terjangkau listrik dari PLN. PLTS untuk keperluan rumah tangga biasa disebut Home Solar System atau disingkat HSS. SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NUKLIR - YOGYAKARTA



1



III. 1. Perencanaan PLTS PLTS adalah pembangkit listrik yang memanfaatkan cahaya (radiasi) matahari menjadi energi listrik. Energi listrik yang dihasilkan oleh PLTS dapat langsung digunakan untuk mencatu beban, atau disimpan terlebih dahulu dalam sebuah baterai. PLTS ini menghasilkan tegangan DC yang dapat diubah menjadi tegangan AC sehingga dapat digunakan sebagai listrik untuk rumah tangga. Energi matahari (surya) itu sendiri adalah salah satu jenis dari energi terbarukan (renewable energi). Matahari adalah sumber energi yang dijumpai dalam sistem galaksi, yang menghasilkan energi yang di kumpulkan langsung dari cahaya matahari Sumber daya alam matahari sudah banyak digunakan untuk memasok daya listrik di satelit komunikasi melalui sel surya. Pembangkit listrik jenis ini dapat menghasilkan energi listrik dalam jumlah yang tidak terbatas langsung diambil dari matahari, tanpa ada bagian yang berputar dan tidak memerlukan bahan bakar. Sehingga sistem PLTS dikatakan bersih dan ramah lingkungan. PLTS terbagi atas beberapa bagian yaitu panel surya, solar charger regulator (SCR), baterai, inverter dan beban. Seperti pada contoh Gambar 2.1.



Gambar.2.1. Diagram Instalasi Pada PLTS



SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NUKLIR - YOGYAKARTA



2



Berdasarkan gambar diatas, dapat dijelaskan fungsi masing-masing alat sebagai berikut: (a) panel surya adalah komponen PLTS yang fungsinya merubah radiasi matahari menjadi energi listrik, (b) solar charge regulator adalah komponen PLTS yang fungsinya mengatur pengisian arus ke baterai dan mengatur arus yang diambil dari baterai ke beban, biasa juga disebut Baterry Charge Regulator atau BCR (c) baterai adalah komponen PLTS yang fungsinya sebagai penyimpan tenaga listrik arus searah (DC) dari tenaga surya sebelum dimanfaatkan untuk beban, dan (d) inverter adalah komponen PLTS yang fungsinya mengkonversikan tegangan searah (DC) menjadi tegangan bolak balik (AC). Pembangkit listrik tenaga surya sangat tergantung kepada sinar matahari, maka diperlukan perancangan yang baik. Perencanaan kebutuhan PLTS bisa dihitung dari sisi listrik yang dihasilkan panel surya atau dari sisi listrik yang akan dipakai oleh beban. Perancangan dari sisi panel surya akan menghasilkan listrik yang penggunaannya pada sisi beban harus menyesuaikan listrik yang dihasilkan panel surya, sedangkan perancangan dari sisi beban penyesuaian terjadi pada panel surya maksudnya panel surya harus mampu menghasilkan listrik sesuai dengan beban yang terpasang. Perancangan dari sisi beban langkah awalnya adalah menentukan jumlah daya yang dibutuhkan dalam pemakaian sehari-hari (wattjam). Karena dengan menghitung besarnya daya yang dibutuhkan, pihak perencana dapat mempersiapkan PLTS yang ideal sesuai dengan kebutuhan beban. Setelah mendapat seluruh kebutuhan daya listrik, selanjutnya perhitungan terhadap jumlah panel surya. Kemudian adalah menentukan berapa banyak baterai yang digunakan. Untuk mengetahui berapa banyak baterai yang digunakan, harus ditentukan berapa daya yang dibutuhkan dalam pemakaian sehari-hari dan berapa lama PLTS ini digunakan untuk mensuplai beban tanpa penyinaran matahari. Dengan begitu dapat ditentukan berapa besar kapasitas dan banyaknya baterai yang dibutuhkan oleh PLTS. Berikutnya pemilihan Solar Charge Regulator (SCR) atau BCR. Beban pada sistem PLTS mengambil energi dari baterai melalui SCR/BCR. Jadi tegangan kerja SCR harus sama dengan tegangan pada baterai dan SCR harus dapat dilalui arus maksimal sesuai dengan beban maksimal yang terpasang. Selanjutnya pemilihan inverter. Spesifikasi inverter harus sesuai dengan SCR yang digunakan. Berdasarkan tegangan sistem dan perhitungan SCR, maka tegangan masuk (input) dari inverter 12 VDC. Tegangan keluaran dari inverter yang tersambung ke beban adalah 220 VAC. Arus yang mengalir melewati inverter juga harus sesuai dengan arus yang melalui SCR.



SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NUKLIR - YOGYAKARTA



3



III.2. Panel surya Panel surya atau modul surya adalah kumpulan sel–sel surya yang dirangkai sedemikian rupa (seri atau paralel) sesuai dengan keperluan. Sedangkan generator surya (array) adalah sekumpulan beberapa panel surya yang dirangkai sedemikan rupa (seri atau paralel) sesuai dengan keperluan. Modul sel surya itu menghasilkan energi listrik yang proporsional dengan luas permukaan panel yang terkena sinar matahari. Seperti pada Gambar 2.2.



Gambar 2.2. Panel Surya Prinsip kerja panel surya adalah bila sel surya itu dikenakan pada sinar matahari, maka timbul yang dinamakan elektron dan hole. Elektron-elektron dan hole-hole yang timbul di sekitar pn junction bergerak berturut-turut ke arah lapisan n dan ke arah lapisan p. Sehingga pada saat elektron-elektron dan hole-hole itu melintasi pn junction, timbul beda potensial pada kedua ujung sel surya. Jika pada kedua ujung sel surya diberi beban maka timbul arus listrik yang mengalir melalui beban. Bahan dan cara kerja yang aman terhadap lingkungan menjadikan sel surya sebagai salah satu hasil teknologi pembangkit listrik yang efisien bagi sumber energi alternatif masyarakat di masa depan. Penampang panel surya seperti pada Gambar 2.3.



SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NUKLIR - YOGYAKARTA



4



Gambar 2.3. Penampang Panel Surya III.3. Jenis panel surya Berdasarkan jenis bahan dalam pembuatannya panel surya dibagi menjadi empat jenis yaitu monokristal, polikristal, amourphous dan coumpound atau gallium arsenide. Perbandingan antara ke empat jenis bahan pembuatan panel surya disajikan pada Tabel 2.1. Tabel 2.1. Jenis Bahan Pembuatan Solar Panel Jenis Bahan



Efisiensi



Daya



Perubahan



Tahan



Biaya



Keterangan



Penggunaan



Baik



Kegunaan



Sehari-hari



Daya Mono



Sangat Baik



Sangat Baik



Poly



Baik



Pemakaian Luas



Sangat



Sangat



Cocok untuk



Baik



Baik



produksi massal



Sehari-hari



dimasa depan Amorphous



Cukup Baik



Cukup



Baik



Baik



Coumpound Sangat Baik (GaAs)



Sangat



Cukup



Baik



Baik



Bekerja baik



Sehari-hari &



dalam



perangkat



pencahayaan



komersial



fluorescent



(kalkulator)



Berat & Rapuh Pemakaian di luar angkasa



(http://www.tenaga-surya.com) a.



Monokristal Sel surya yang terdiri atas p-n junction monokristal silikon atau yang disebut juga monocrystalline photovoltaic, mempunyai kemurnian yang tinggi yaitu 99,999%. Efisiensi sel fotovoltaik jenis silikon monokristal mempunyai efisiensi konversi yang cukup tinggi yaitu sekitar 16 sampai 17%. Panel surya monokristal seperti pada Gambar 2.4.



SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NUKLIR - YOGYAKARTA



5



Gambar 2.4. Panel Surya Monokristal (http://www.google.com) b.



Polykristal Polycristalline Photovoltaic atau sel surya yang bermateri polykristal dikembangkan atas alasan mahalnya materi monokristal per kilogram. Efisiensi konversi sel surya jenis silikon polikristal berkisar antara 12% hingga 15%. Panel surya polykristal seperti pada Gambar 2.5.



Gambar 2.5. Panel Surya Polykristal (http://www.google.com) c.



Amourphous Sel surya bermateri Amorphous Silicon merupakan teknologi fotovoltaik dengan lapisan tipis atau thin film. Ketebalannya sekitar 10μm (micro meter) dalam bentuk modul surya. Efisiensi sel dengan silikon amourphous berkisar 6% sampai dengan 9%. Paner surya amourphous seperti pada Gambar 2.6.



SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NUKLIR - YOGYAKARTA



6



Gambar 2.6. Panel Surya Amourphous (http://www.google.com) d.



Coumpound (Gallium Arsenide) Gallium Arsenide dapat mengkonversi sekitar 40% radiasi matahari menjadi listrik, sehingga dua kali lebih efektif dibandingkan silikon. Efisiensi ini membuat gallium arsenide menjadi bahan pilihan untuk membangun sel surya pesawat ruang angkasa, tetapi harga gallium arsenide sangat mahal. Panel surya coumpound yang dipakai pada sebuah satelit komunikasi luar angkasa seperti pada Gambar 2.7.



Gambar 2.7. Panel Surya Coumpound pada Satelit Komunikasi Luar Angkasa (http://www.google.com)



III.4. Pemasangan Panel Surya Umumnya panel surya dipasang secara tetap (fixed) pada dudukannya. Untuk negara-negara 4 musim teknik yang diadopsi umumnya adalah dengan menghadapkan panel tersebut kearah selatan (bagi negara-negara di belahan bumi utara) atau ke arah utara (bagi negaranegara di belahan bumi selatan) (gambar 2.8a) seperti dalam penelitian Tackle and Shaw (2007). Panel surya diposisikan tegak lurus terhadap arah datangnya matahari tepat di SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NUKLIR - YOGYAKARTA



7



siang hari. Pemasangan panel surya sedikit berbeda untuk negara-negara tropis (letak geografisnya berada dekat garis khatulistiwa). Untuk negara-negara ini, cara pemasangan yang dilakukan cenderung lebih datar seperti yang terlihat pada Gambar 2.8b.



Gambar 2.8a. Teknik pemasangan sudut panel surya di negara bagian utara/selatan.



Gambar 2.8b. Teknik pemasangan sudut panel surya di negara tropis lebih datar.



Jika dilihat dari bumi, matahari bergerak dari arah timur ke barat setiap hari. Lintasan matahari bergeser dari 23,50 LU (pada tanggal 21 Desember) ke 23,50 (pada tanggal 21 Juni) membentuk siklus yang berkelanjutan sepanjang tahun seperti yang terlihat pada gambar 2.8c. Photovoltaic cell selalu dilapisi oleh penutup yang berasal dari gelas. Seperti barang dari gelas lainnya, maka optical input dari photovoltaic cell juga sangat dipengaruhi oleh orientasinya terhadap sudut datangnya sinar matahari karena variasi sudut dari pantulan gelas. SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NUKLIR - YOGYAKARTA



8



Gambar 2.8c. Lintasan tahunan matahari.



Sebuah rumus (1) yang populer digunakan untuk menjelaskan fenomena ini adalah rumusan dari ASHRAE yaitu : (1) dengan : FTB (θS)



= relative transmittance.



b0



= parameter empiris



θS



= sudut datang



sehingga dapat diplot grafik yang menghubungkan sudut datang dan nilai relative transmittance seperti Gambar 2.9 berikut ini.



Gambar 2.9. Grafik Hubungan sudut datang (θS) dan nilai relative Transmittance (FTB) (Luque dan Hegedus, 2003) SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NUKLIR - YOGYAKARTA



9



Untuk mendapatkan efisiensi panel surya yang lebih optimal, biasanya digunakan perangkat tambahan sistem penjejak sudut matahari atau solar tracker seperti gambar 2.10



Gambar 2.10. Solar Tracker pada panel surya



III.5. Perhitungan kapasitas daya panel surya Untuk menentukan kapasitas daya modul surya diambil dari harga rata-rata insolasi matahari atau equivalent sun hours (ESH) (Suriadi, Syukri M., 2010). Sehingga didapat persamaan: P maks =



× 1,1



(2-1)



Dengan, ET



: Total energi pemakaian (Watt)



P maks : Daya panel surya (WP) ESH



: Insolasi matahari (kWh/



per hari)



Dalam menghitung daya maksimal panel surya (P maks) juga dapat menggunakan perhitungan parameter yang terdapat pada panel surya tersebut. Sehingga didapat persamaan: P maks = Voc ×Isc×FF



(2-2)



Dengan, Voc



= Open circuit voltage atau (V)



Isc



= Short circuit current (I)



SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NUKLIR - YOGYAKARTA



10



FF



= fill factor



Untuk menghitung nilai FF memakai persamaan 2-3, sebagai berikut: FF



(2-3)



Dengan, Vmp



= maximum power voltage (V)



Imp



= maximum power current (I)



Sedangkan efisiensi panel surya dapat dicari dengan menggunakan persamaan 2-4 sebagai berikut: Efisiensi =



(2-4)



III.6. Solar charge regulator Controller / Solar charge regulator (SCR) adalah alat elektronik pada sistem Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS). Alat ini berfungsi mengatur lalu lintas listrik dari modul surya ke baterai. Apabila baterai sudah penuh maka listrik dari modul surya tidak akan masuk/mengalir ke dalam baterai dan sebaliknya. Dan apabila muatan listrik dalam baterai tinggal 20 – 30%, maka secara otomatis beban tidak akan menyala (arus dari baterai tidak dapat dialirkan ke beban). Berikut ini adalah contoh rangkaian sederhana regulator pada Gambar 2.11.



Gambar 2.11. Rangkaian Solar Charger Regulator (http://www.electroschematics.com/4746/solar-charger-circuit/) SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NUKLIR - YOGYAKARTA



11



Pada Gambar 2.11. menunjukan rangkaian solar charger regulator. Yang digunakan untuk mengisi baterai yang menggunakan energi surya. Rangkaian ini dapat mengatur arus dan tegangan, serta dapat memutus tegangan berlebih. Rangkaian ini menggunakan tegangan input sebesar 12 volt dan sebuah regulator tegangan. Tegangan input dihasilkan dari panel surya untuk mengisi baterai. Arus pengisian melewati dioda (D1) masuk ke regulator tegangan. Dengan menyesuaikan pin, tegangan output dan arus dapat diatur. VR ditempatkan antara pin dan ground untuk memberikan tegangan output 9 volt ke baterai. Resistor (R3) membatasi pengisian arus dan dioda (D2) mencegah pembuangan arus dari baterai. Transistor (T1) dan dioda zener (ZD) berguna sebagai pemutus arus ketika baterai telah penuh. Pada saat T1 tidak bekerja, baterai melakukan pengisian dari panel surya, ketika tegangan terminal baterai naik 13.5 volt, zener bekerja dan menyediakan arus ke basis T1, kemudian membuat regulator tegangan berhenti bekerja dengan mengalihkan outputnya menuju grounding. III.7. Fungsi solar charge regulator Beberapa fungsi dari solar charge regulator adalah sebagai berikut : 1. Mengatur arus untuk pengisian baterai guna menghindari overcharging dan overvoltage. 2. Mengatur arus yang dibebaskan/diambil dari baterai agar baterai tidak full discharge, dan overloading. Adapun fungsi tambahan dari alat ini sebagai berikut: 1. 2. 3. 4. 5.



Secara dramatis meningkatkan efisiensi pengsisian baterai. Menyeimbangkan kerja sel–sel baterai. Memperpanjang usia baterai. Pengaturan sendiri selama tegangan turun. Mengatur transfer energi dari modul surya ke baterai atau baterai ke beban, secara



efisiensi dan semaksimal mungkin. 6. Memberikan informasi kondisi sistem pada pemakai. 7. Sebagai pusat pengkabelan (wiring) antara modul surya, baterai, beban. III.8. Spesifikasi solar charge regulator Dalam memilih solar charge regulator, perlu di perhatikan beberapa hal, yaitu adalah : 1. Tegangan 12/24 Volt DC. SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NUKLIR - YOGYAKARTA



12



2. Kemampuan menghantarkan arus (dalam arus searah) dari solar charge regulator. Misalnya 5 ampere, 10 ampere, dsb. 3. Full charge (pengisian baterai sampai baterai benar-benar penuh) dan low voltage cut (penghentian pensuplaian listrik ke beban karena baterai berada pada tegangan terendah). Seperti yang telah disebutkan di atas solar charge regulator yang baik biasanya mempunyai kemampuan mendeteksi kapasitas baterai. Bila baterai sudah penuh terisi maka secara otomatis pengisian arus dari panel surya berhenti. Cara deteksi adalah melalui monitor level tegangan tertentu, kemudian apabila level tegangan turun maka baterai akan diisi kembali. Solar Charge Regulator biasanya terdiri dari : 1 input (2 terminal) yang terhubung dengan output panel sel surya, 1 output (2 terminal) yang terhubung dengan baterai/aki dan 1 output (2 terminal yang terhubung dengan beban). Arus listrik DC yang berasal dari baterai tidak mungkin masuk ke panel sel surya karena biasanya ada ‘diode protection’ yang hanya dilewati arus listrik DC dari panel sel surya ke baterai, bukan sebaliknya. III.9. Perhitungan kapasitas solar charger regulator Kapasitas arus yang mengalir pada SCR dapat ditentukan dengan mengetahui beban maksimal yang terpasang (Suriadi, Syukri M., 2010). dengan persamaan berikut : (2-5) Dengan, = Besar kapasitas solar charger regulator (ampere) = Beban maksimal (watt) = Tegangan sistem (volt)



III.10. Baterai Baterai merupakan peralatan penting pada suatu pembangkit listrik tenaga surya. Baterai menyimpan energi listrik yang diterimanya pada siang hari dan akan dikeluarkan pada malam hari untuk melayani beban (terutama untuk penerangan). Di samping itu baterai juga berfungsi meyediakan daya kepada beban waktu tidak ada cahaya matahari dan harus pula meratakan perubahan – perubahan yang terjadi pada beban. SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NUKLIR - YOGYAKARTA



13



Baterai (accu) terdiri dari sel-sel dimana tiap sel memiliki tegangan sebesar 2 V, artinya aki mobil dan aki motor yang memiliki tegangan 12 V terdiri dari 6 sel yang dipasang secara seri (12 V = 6×2 V). Sedangkan aki yang memiliki tegangan 6 V memiliki 3 sel yang dipasang secara seri (6 V = 3×2 V). Antara satu sel dengan sel lainnya dipisahkan oleh dinding penyekat yang terdapat dalam bak baterai, artinya tiap ruang pada sel tidak berhubungan karena itu cairan elektrolit pada tiap sel juga tidak berhubungan (dinding pemisah antar sel tidak boleh ada yang bocor/merembes). Di dalam satu sel terdapat susunan pelat-pelat yaitu berupa pelat untuk kutub positip (antar pelat dipisahkan oleh kayu, ebonit, atau plastik, tergantung teknologi yang digunakan) dan beberapa pelat untuk kutub negatip. Bahan aktif dari pelat positip terbuat dari oksida timah coklat (



) sedangkan bahan aktif dari pelat negatip ialah timah (Pb) berpori



(seperti bunga karang). Pelat-pelat tersebut terendam oleh cairan elektrolit yaitu asam sulfat (



). Accu pada saat pengisian/cas/charge, energi listrik diubah menjadi kimia dan saat



pengeluaran/discharge, energi kimia diubah menjadi energi listrik. Accu diberi tenaga listrik aliran searah (DC) dari panel surya, selanjutnya tenaga listrik yang masuk dalam accu atau baterai mengerjakan suatu proses kimia sehingga tenaga listrik DC yang berasal dari panel surya diubah menjadi tenaga kimia dan selanjutnya disimpan dalam accu. Aliran listrik akan mengalir keluar dari accu menuju pemakaian aliran / beban, di luar accu aliran listrik akan mengalir dari kutub positip menuju kutub negatip. Arus keluaran accu dan beda potensial tegangan hampir selalu konstan tiap waktunya, sepeti pada Gambar 2.12.



Gambar 2.12. Grafik Keluaran Arus Dan Beda Potensial Berdasarkan Waktu Pada Accu SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NUKLIR - YOGYAKARTA



14



Banyak tipe baterai yang beredar di pasaran dengan memiliki kelebihan dan kekurangannya. Baterai biasanya diklasifikasikan terhadap dua tipe, yaitu: 1. Baterai primer 2. Baterai sekunder Sedangkan baterai sekunder terbagi lagi menjadi 2 jenis yakni baterai basah dan baterai kering. Baterai yang biasa digunakan untuk pembangkit listrik tenaga surya adalah baterai sekunder (baterai basah/kering), yaitu baterai yang dapat diisi dan dikosongkan berulang–ulang. Hal – hal yang perlu mendapat perhatian dari peralatan baterai ini adalah : 1. Kapasitas Satuan kapasitas suatu baterai adalah ampere jam (Ah). Bisanya informasi ini terdapat pada label suatu baterai, misalnya suatu baterai dengan kapasitas 70 Ah akan penuh terisi dengan arus 1 ampere selama tujuh puluh (70) jam. Dengan menggunakan persamaan pada satuan energi (dalam WH) dikonversikan menjadi Ah (Suriadi, Syukri M., 2010) Sehingga didapat persamaan : Ah =



(2-6)



Dengan, Ah = Satuan kapasitas suatu baterai (Ampere per hour) ET = Total energi sistem (Watt) Vs



= Tegangan sistem (Volt)



2. Penerimaan arus pengisian yang kecil Baterai harus dapat diisi dengan arus pengisian yang agak kecil (pada cuaca yang jelek sekalipun), sehingga tidak ada energi surya yang terbuang begitu saja. Hal – hal yang perlu mendapat perhatian dalam memilih suatu baterai adalah: 1. Jenis baterai, gunakan jenis baterai untuk PLTS dengan kapasitas yang mampu memberikan DOD (Depth of Discharge, yaitu kapasitas minimal yang boleh dikeluarkan (discharge) dari baterai. Umumnya diambil DOD = 0,8) sehingga didapatkan persamaan: Cb =



(2-7)



Dengan, Cb = Kapasitas baterai yang dipakai (Ah) Ah = kapasitas baterai (Ah) DOD = kapasitas minimal yang boleh dikeluarkan dari baterai SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NUKLIR - YOGYAKARTA



15



2. 3. 4. 5. 6.



Tegangan yang dipersyaratkan. Jadwal waktu pengoperasian dan mampu memasok energi selama 3 – 4 hari. Kapasitas (Ah). Suhu pengoperasian. Ukuran, bobot dan umur baterai yang mampu mencapai 2 – 4 tahun.



III.11. Inverter Inverter adalah perangkat elektrik yang digunakan untuk mengubah arus listrik searah DC (Direct Current) menjadi arus listrik bolak balik AC (Alternating Current). Inverter mengkonversi arus DC 12/24 volt dari sumber arus backup seperti batere, panel surya / solar cell menjadi AC 220 volt setara PLN. Dalam Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS), inverter diperlukan untuk menyediakan sumber arus AC untuk perangkat listrik seperti lampu, televisi, pompa air. Gambar 2.13. menunjukan bentuk gelombang sinus yang dibentuk inverter.



Gambar 2.13. Sine wave, Squarewave, Modified Squarewave III.12. Prinsip kerja inverter Secara sederhana prinsip kerja inverter dapat dijelaskan pada Gambar 2.14.



Gambar 2.14. Prinsip Kerja Inverter SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NUKLIR - YOGYAKARTA



16



(Galura Septiana R., 2012) Bila posisi sakelar yang On : 1. S1 dan S2 + VDC 2. S3 dan S4 - VDC 3. S1 dan S3 0 4. S2 dan S4 0 Jika posisi sakelar ada pada posisi 1, maka R akan dialiri listrik dari arah kiri ke kanan. Jika sakelar pada posisi kedua, maka R akan mendapatkan aliran listrik dari arah kanan ke kiri, inilah prinsip arus bolak balik (AC) pada satu perioda yang merupakan gelombang sinus setengah gelombang pertama pada posisi positip dan setengah gelombang kedua pada posisi negatip. Prinsip kerja inverter dapat dijelaskan dengan menggunakan 4 sakelar seperti ditunjukkan pada Gambar. 2.11. Bila sakelar S1 dan S2 dalam kondisi on maka akan mengalir aliran arus DC ke beban R dari arah kiri ke kanan, jika yang hidup adalah sakelar S3 dan S4 maka akan mengalir aliran arus DC ke beban R dari arah kanan ke kiri. Secara umum, gambaran dari rangkaian inverter 1 fasa yang dirancang dapat dilihat pada Gambar 2.15.



Gambar 2.15. Blok Diagram Rancangan Inverter 1 Fasa. Untuk menghitung kapasitas inverter yang akan digunakan sebaiknya kapasitasnya sama dengan daya maksimal modul surya. Apabila daya maksimal inverter tidak sama dengan daya maksimum panel surya, maka daya yang didapatkan tidak akan maksimum. (Suriadi dan Syukri M., 2010)



SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NUKLIR - YOGYAKARTA



17