Page 1
PEMBUATAN DC CHOOPER JENIS BOOST UNTUK APLIKASI SISTEM
POMPA TENAGA SURYA
DESIGN OF DC CHOOPER BOOST TYPE FOR APPLICATIONS OF SOLAR
PUMPING SYSTEM
Laporan ini disusun untuk memenuhi syarat menyelesaikan pendidikan
Diploma III Program Studi Teknik Konversi Energi
di Jurusan Teknik konversi Energi
Disusun oleh :
Dhani Setya Putra
NIM : 091711041
Program Studi Teknik Konversi Energi
Jurusan Teknik Konversi Energi
TEKNIK KONVERSI ENERGI
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
2012
Page 2
LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR
Penulis :
Nama : Dhani Setya Putra
NIM : 091711041
Penguji:
1. Sebagai Ketua : Ali Mashar, M.Eng.SC.
2. Sebagai Anggota : Hermagasantos Zein, Dr., Ir., M.Sc.
3. Sebagai Anggota : Aceng Daud, M.eng.
Tugas akhir ini telah disidangkan pada tanggal:
16 Juli 2012, dan disahkan sesuai ketentuan
Menyetujui,
Pembimbing Tugas Akhir
Aceng Daud, M.Eng.
NIP. 195802051984031003
Jurusan Teknik Konversi Energi
Ketua,
Aceng Daud, M.Eng.
NIP. 195802051984031003
PEMBUATAN DC CHOOPER JENIS BOOST UNTUK APLIKASI SISTEM
POMPA TENAGA SURYA
Page 3
6. Tunjukilah kami jalan yang lurus.
7. (yaitu) jalan orang-orang yang telah Engkau beri nikmat
kepada mereka; bukan (jalan) mereka yang dimurkai dan
bukan (pula jalan) mereka yang sesat.
(QS Al-Fatihah 6-7)
Kupersembahkan teruntuk orangtua ku tercinta yang telah tulus serta
ikhlas mengasihi, yang tak terganti kasih sayangnya. Serta adik-adikku
yang mengisi hari-hariku dengan penuh keceriaan…
Untuk Ibu Achmada usmayati dan bapak yang telah memberi
kesempatan kepada ku untuk menjalani pendidikan diploma tiga…
Untuk Agam Setya Putra yang telah membantu dan selalu ada untuk
memberikan dukungan…
Ya RABB gantikanlah pengorbanan dan kasih sayang mereka dengan
Surga-MU.
Dhani Setya Putra
Page 4
KATA PENGANTAR
Dengan menyebut nama ALLAH yang Maha pengasih dan penyayang.
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas berkah dan rahmat-
Nya, karena penulis dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir yang berjudul
Pembuatan DC Chooper Jenis Boost untuk Aplikasi Pompa Air Tenaga Surya.
Penyususnan laporan tugas akhir ini di ajukan untuk memenuhi salah satu mata
kuliah Tugas Akhir, yang didasarkan pada pengamatan secara langsung di lapangan,
dengan mengambil data dan studi literatur langsung dilapangan dan referensi
diperpustakaan.
Limpahan berkat, rahmat serta anugerah kiranya tercurah bagi semua pihak
yang telah memberikan bantuannya dalam menyusun laporan tugas akhir ini. Penulis
menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam penyusunan laporan tugas akhir
ini, untuk itubesar harapan penulis agar kritik dan saran dapat menjadi masukan bagi
penulis dalam penyusunan laporan lainnya di masa yang akan dating dan juga dapat
bermanfaat bagi semua pihak yang membutuhkannya.
Bandung, 13 Agustus 2012
Dhani Setya Putra
NIM: 091711041
Page 5
CURRICULUM VITAE
DATA PRIBADI
Nama : Dhani Setya Putra
NIM : 091711041
Tempat, Tanggal Lahir : Gresik, 20 Juni 1991
Alamat : Komplek Bumi Asri Blok 1 C 1 No 25 RT 01 RW 13
Desa Mekarrahayu Kecamatan Margaasih Kabupaten
Bandung, Jawa Barat
Telp : 085720285620
E-mail : [email protected]
Status : Belum Menikah
Agama : Islam
Kewarganegaraan : Indonesia
Jenis Kelamin : Laki-laki
Hobi : Olah raga, Browsing, dan Membaca
RIWAYAT PENDIDIKAN
Politeknik Negeri Bandung Jurusan Teknik Konversi Energi 2009-2012
SMA Negeri 1 Margaasih Bandung 2006-2009
SMP Negeri 13 Surabaya 2003-2006
SD Negeri Petrokimia Gresik 1997-2003
RIWAYAT PENGALAMAN KERJA
Melaksanakan Kerja Praktik di PT SEMEN GRESIK pada tanggal 1 Agustus-26
Agustus 2011 pada divisi energi terbarukan.
Page 6
ABSTRAK
Dalam aplikasi sistem pompa air tenaga surya, dibutuhkan tegangan dc 24 volt yang
relative konstan tidak terpengaruh oleh radiasi matahari. Oleh karena itu, diperlukan
DC-DC Converter dengan kontrol Atmega 16 untuk memaksimalkan daya keluaran
panel surya dengan radiasi matahari yang berubah-ubah yang terpasang antara panel
dengan beban atau baterei untuk mendapatkan daya maksimum dari panel surya.
Tegangan output dari panel surya harus dioperasikan pada tegangan 2 kali lebih besar
dibandingkan dengan tegangan inputnya. Dengan metode ini, duty cycle pada switch
converter dirubah pada nilai yang tepat sesuai dengan beban yang diinginkan.
Perancangan dari konveter DC-DC jenis Booster ini terdiri dari induktor, dioda dan
mosfet dan bagian control yang menggunakan sebuah microcontroller jenis AVR
yaitu Atmega 16. Dari hasil percobaan yang dilakukan dengan menggunakan power
simulator (PSIM), maka didapatkan data yang bisa mengetahui efisiensi maksimal
DC chopper yaitu sekitar 99 % pada duty cycle 0,5. Sedangkan dari hasil pengujian
dihasilkan efisiensi maksimal DC chooper sebesar 84 %
Kata kunci : Konverter, DC Booster, Atmega 16
Page 7
ABSTRACT
In the application of solar water pumping system, is required the dc voltage of 24
volts which is relatively constant is not affected by solar radiation. Therefore, the
required DC-DC converter with control Atmega 16 to maximize the power output of
solar panels with solar radiation changing between panels attached to the load or
batteries to get maximum power from solar panels. Output voltage of the solar panel
must be operated at a voltage of 2 times greater than the input voltage. With this
method, the switch duty cycle converter was changed to the value appropriate to the
desired load. The design of the converter DC-DC Booster type consists of inductor,
diode and mosfet control that uses an AVR microcontroller type that is Atmega 16.
From the results of experiments conducted using the simulator power (PSIM) the
data obtained can know the maximum efficiency of the DC chopper is about 99% duty
cycle at o.5. While the generated from DC Chooper maximum efficiency of 84%
Keyword : Converter, DC Booster, Atmega 16
Page 8
UCAPAN TERIMA KASIH
Dalam penyelesaian Laporan Tugas Akhir ini tidak akan dapat diselesaikan tanpa
ada dukungan dari berbagai pihak dan saya ucapkan terima kasih atas pihak/orang
yang terlibat dalam penyusunan laporan ini, seperti :
1. Allah SWT,orang tua dan teman-teman yang selalu mendukung saya
2. Bapak Aceng Daud selaku pembimbing Tugas akhir saya dan ketua Jurusan
Teknik Konversi Energi POLBAN (Politeknik Negeri Bandung)
3. Bu Sri Muryanti M.Si. selaku ketua Program Studi Teknik Konversi Energi
Politeknik Negeri Bandung
4. Keluarga saya yang telah memberikan kesempatan untuk belajar dan
membiayai sampai lulus beserta doanya yang tidak pernah putus untuk saya.
5. Semua pihak yang terlibat dalam penulisan laporan kerja praktik ini,tidak
dapat penulis sebutkan satu-persatu.
Penulis menyadari masih banyak sekali kekurangan dalam laporan ini, maka saya
mohon maaf jika masih terjadi banyak kesalahan dan kekeliruan atas kekhilafan
saya,karena saya menyadari tidak ada manusia yang sempurna selain yang
menciptakan kita. Penulis menerima kritik dan saran yang membangun demi
kesempurnaan laporan ini, dan penulis harap laporan ini berguna baik untuk pribadi
maupun orang lain. Terima kasih.
Page 9
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL
LEMBAR PENGESAHAN
ABSTRAK .........................................................................................................................i
ABSTRACK ..................................................................................................................... ii
UCAPAN TERIMA KASIH .......................................................................................... iii
KATA PENGANTAR ......................................................................................................iv
DAFTAR ISI ..................................................................................................................... v
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................................vi
DAFTAR TABEL ........................................................................................................... vii
BAB. I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ....................................................................................................... 1
1.2 Tujuan..................................................................................................................... 2
1.3 Rumusan Masalah .................................................................................................. 2
1.4 Batasan Masalah ..................................................................................................... 2
1.5 Metodologi Pembahasan ........................................................................................ 2
1.6 SistematikaPenulisan Laporan ............................................................................... 3
BAB. II LANDASAN TEORI
2.1 Sel Photovoltaic...................................................................................................... 6
2.1.1 Sel Silikon .................................................................................................. 7
2.1.2 Listrik yang Dihasilkan Sel Photovoltaic .................................................. 9
2.1.3 Karakteristik Sel Photovoltaic................................................................... 10
2.2 DC Chooper Jenis Boost ....................................................................................... 13
2.2.1 Switch-mode Converter ............................................................................ 15
2.2.2 Boost Converter ........................................................................................ 16
2.3 Pulse Width Modulation (PWM) .......................................................................... 17
2.4 Mikrokontroler ...................................................................................................... 18
BAB. III RENCANA PERANCANGAN DAN METODE PENGUJIAN
3.1 RencanaPemodelan DC Chooper Tipe Boost ....................................................... 36
3.1.1 Boost Converter ........................................................................................ 36
3.1.2 Simulator ................................................................................................... 39
3.1.3 Rangkaian Kontrol .................................................................................... 42
3.1.4 Realisasi dan Implementasi ....................................................................... 45
3.1.5 Rangkaian Driver ...................................................................................... 45
3.1.6 Realisasi dan Implementasi ....................................................................... 46
3.1.7 Kesimpulan Perancangan .......................................................................... 47
BAB. IV PENGUJIAN ALAT
4.1 Pengujian Karakteristik sel PV ............................................................................. 39
4.2 Pengujian Boost Converter tanpa duty cycle ........................................................ 42
4.2.1 Pengujian Boost Converter dengan duty cycle ............................................ 43
Page 10
4.3 Pengujian Boost Converter menggunakan beban simulasi ................................... 44
4.4 Pengujian Boost Converter menggunakan beban tanpa air................................... 47
4.5 Pengujian Boost Converter menggunakan beban dengan air ................................ 50
BAB. V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ........................................................................................................... 54
5.2 Saran ...................................................................................................................... 54
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................................... 55
LAMPIRAN A (List Program)
LAMPIRAN B (Foto Alat)
LAMPIRAN B (Data Sheet Komponen)
Page 11
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Diagram Alir Pelaksanaan Tugas Akhir.......................................................... 5
Gambar 2.1 Sel Photovoltaic............................................................................................... 6
Gambar 2.2 Gabungan sel silicon ....................................................................................... 7
Gambar 2.3 Sel Photovoltaic beroperasi secara normal...................................................... 11
Gambar 2.4 Karakteristik terhadap perubahan radiasi dan temperatur. .............................. 11
Gambar 2.5 Karakteristik sel surya dengan rangkaian seri. ................................................ 12
Gambar 2.6 Karakteristik sel surya dengan rangakaian parallel. ........................................ 12
Gambar 2.7 Blok Diagram Pembangkit Listrik Tenaga Surya ........................................... 14
Gambar 2.8 Kurva I/V dari solar sel ................................................................................... 15
Gambar 2.9 Boost Converter. ............................................................................................. 16
Gambar 3.0 Layout atmega 16r. .......................................................................................... 20
Gambar 3.1 Diagram Blok Timer. ...................................................................................... 23
Gambar 3.2 Timing Diagram Timer/counter Prescaling..................................................... 23
Gambar 3.3 Timing Diagram Timer ................................................................................... 24
Gambar 3.4 Timing Diagram Timer ................................................................................... 24
Gambar 3.5 Timing Diagram Timer. .................................................................................. 24
Gambar 3.6 Gambar Blok Diagram Generator Clock. ........................................................ 22
Gambar 3.7 Timing Diagram Operasi Synchronous Clock ................................................ 24
Gambar 3.8 Arsitektur Atmega 16 ...................................................................................... 28
Gambar 3.9 Register Admux. ............................................................................................. 29
Gambar 4.0 Rangkaian DC Chopper .................................................................................. 38
Page 12
Gambar 4.1 Diagram Blok Fungsi Simulator ..................................................................... 39
Gambar 4.2 Diagram Blok Pembuatan Simulator............................................................... 40
Gambar 4.3 Gambar Rangkaian Simulator Boost Konverter. ............................................. 41
Gambar 4.4 Flowchart Program .......................................................................................... 43
Gambar 4.5 List Program .................................................................................................... 44
Gambar 4.6 Diagram Skematik Rangkaian Kontrol. .......................................................... 45
Gambar 4.7 Diagram skematik Rangkaian Driver. ............................................................. 46
Gambar 4.8 Diagram skematik Rangkaian control dan Driver ........................................... 46
Gambar 4.9 Rangkaian Keseluruhan................................................................................... 47
Page 13
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Pengujian Karakteristik sel PV ........................................................................... 40
Tabel 4.2 Pengujian Boost Converter tanpa duty cycle ...................................................... 42
Tabel 4.3 Pengujian Boost Converter dengan duty cycle ................................................... 43
Tabel 4.4 Pengujian DC booster menggunakan beban simulasi ......................................... 45
Tabel 4.5 Pengujian DC booster menggunakan beban tanpa air ........................................ 47
Tabel 4.6 Pengujian DC booster menggunakan beban dengan air ..................................... 51
Page 14
64
DAFTAR PUSTAKA
Faranda, Roberto. Leva, Sonia. 2008. Energycomparison of MPPT techniques for
PV Systems:Italia.
Hua, Chinchiang and Chihming Shen.1998. Study of Maximum Power Tracking
Techniques and Kontrol of DC/DC-DC converter for Photovoltaic Power System
National.
M. Ikbal. 2010. Interkoneksi Sistem Photovoltaic dengan Grid: Institut Teknologi
Bandung.
Mintorogo, Danny Santoso. 2000. Strategi Aplikasi Sel Surya (Photovoltaic Cells)
pada Perumahan dan Bangunan Komersial. Jurnal Dimensi Teknik Arsitektur, vol
28 no 2 Desember 2000, h. 129-141.
Mohan, Ned. Undeland, Tore M. Robbins,William P. 1995. Power Electronics
Converters, Applications, And Design: NewYork.John Wiley & Sons, Inc.
P. Midya, P. T. Krein, R. J. Turnbull, R. Reppa,and J. Kimball. 1996.Dynamic
maximum power point tracker for photovoltaicapplications. 27th Annual IEEE
PowerElectronics Specialists Conference.
Rashid, Muhammad H. 2001. Power Electronics Handbook:New York
AcademicPress.
Widodo, Rusminto Tjatur. 2003. Solar Cell:Sumber Energi Masa Depan Yang
RamahLingkunga:.Surabaya. PENS-ITS.
