Cara Kerja Solar Charge Controller dengan Teknologi MPPT

Diperbarui 7 Maret 2023

Cara kerja solar charge controller dengan teknologi MPPT. Jumlah kebutuhan energi listrik meningkat pesat seiring dengan pertumbuhan penduduk dan perkembangan teknologi.

Ada cara untuk menghasilkan energi listrik dengan menggunakan sumber energi terbarukan dan tidak terbarukan. Berbagai keuntungan dari energi matahari adalah faktor kunci dibalik penggunaan energi matahari untuk berbagai keperluan.

Solar charge controller dapat digunakan untuk menghasilkan tenaga listrik dengan bantuan panel surya dan untuk menyimpan energi listrik dengan mengisi baterai atau mengirim listrik ke beban.

Baca: Pengertian SCC Solar Panel, Fungsi dan Spesifikasi Idealnya

Teknologi Maximum Power Point Tracking (MPPT) adalah metode yang paling efisien diantara berbagai solar charge controller seperti kontrol 1 atau 2 tahap, PWM, dan MPPT.

Apa itu Solar Charge Controller?

letak scc mppt dalam sistem plts — SCC MPPT dalam PLTS *~via: elprocus.com*

Solar Charge Controller (SCC) adalah perangkat yang digunakan untuk melacak titik daya maksimum dari panel surya agar sehingga energi matahari yang dapat digunakan lebih besar.

Baca: Perbedaan SCC MPPT dan PWM

Dengan menggunakan SCC, Anda dapat meningkatkan output sebesar 15% di musim hujan dan 35% di musim panas.

Gambar di atas menunjukkan diagram blok panel surya pelacakan matahari yang terdiri dari panel surya dummy, rangkaian catu daya, mikrokontroler untuk mengendalikan driver ULN2003A dan motor stepper untuk memutar panel surya.

Diagram blok solar charge controller terdiri dari blok yang berbeda, yakni:

panel surya yang menghasilkan tenaga listrik menggunakan energi matahari

pengisian untuk menghidupkan dan mematikan pengisian

sakelar beban untuk menghubungkan atau memutuskan beban

indikator untuk tujuan indikasi

baterai untuk menyimpan energi

pembanding untuk membandingkan

menghasilkan sinyal kontrol

SCC panel surya dikendalikan oleh mekanisme pengisian daya untuk melindungi baterai dari kondisi pengisian daya, beban berlebih, dan output daya.

Diagram Blok Pengontrol Pengisian Tenaga Surya *~via: elprocus.com*

Satu set LED hijau dan merah digunakan untuk masing-masing menunjukkan kondisi terisi penuh dan dibawah atau diatas atau didalam debit.

Dalam hal indikasi LED merah, rangkaian pengontrol muatan surya terdiri dari MOSFET yang digunakan sebagai sakelar semikonduktor daya untuk mematikan beban selama kondisi kelebihan beban atau baterai rendah.

Mengapa Menggunakan Teknologi MPPT?

Perbandingan Teknologi Konvensional dan MPPT *~via: elprocus.com*

Meskipun solar charge controller non-MPPT dapat memfasilitasi perlindungan baterai dari kondisi pengisian yang tidak diinginkan, namun tidak mampu meningkatkan efisiensi sistem.

Umumnya panel surya dibangun dengan 12V dan digunakan untuk menempatkan output dalam kisaran 16 hingga 18V. Tetapi nilai sebenarnya dari baterai 12V berada di kisaran 10,5 hingga 12,7V berdasarkan status pengisian.

Baca: Cara Memilih Solar Charge Controller

Pertimbangkan panel surya berperingkat 130watt pada tegangan dan arus tertentu, anggaplah peringkat arus adalah 7,39 Ampere pada 17,6 Volt.

Jika panel surya 130 watt di sambungkan ke baterai menggunakan solar charge controller non-MPPT, maka Anda bisa mendapatkan daya yang sama dengan produk arus panel surya: 7,4 ampere dan tegangan baterai: 12 volt, dan daya sekitar 88,8 watt.

Dengan demikian, Anda mendapatkan kerugian 41 watt (kira-kira 130 – 88,8 = 41,2). Hal ini terjadi karena kecocokan yang buruk antara panel surya dan baterai.

Jadi, jika Anda menggunakan MPPT solar charge controller maka Anda dapat meningkatkan power gain sebesar 20% sampai 45%.

Apa itu Solar Charge Controller MPPT?

Teknologi MPPT biasanya merupakan pelacakan elektronik digital yang melacak dan membandingkan tegangan baterai dengan tegangan panel surya sehingga daya terbaik dimana baterai dapat diisi menggunakan panel surya dapat diketahui.

Baca: Cara Memasang Kabel SCC Solar Charge Controller

Saat mengisi daya baterai, ampere perlu dipertimbangkan. Jadi, untuk mendapatkan ampere maksimum ke baterai, tegangan yang diestimasi diubah menjadi tegangan terbaik menggunakan teknologi MPPT yang memiliki efisiensi konversi 93% hingga 97%.

Cara Kerja Solar Charge Controller Teknologi MPPT

Cara Kerja MPPT Solar Charge Controller *~via: elprocus.com*

Misalnya tegangan panel surya 17,6V pada 7,6A dikonversi ke bawah oleh MPPT agar sesuai dengan baterai 12V. Dengan demikian, baterai mendapat 12V pada 10,8A membuat daya total hampir sama dengan 130W.

Untuk mengisi baterai, tegangan tinggi membantu memaksa arus masuk. Secara praktis, output pengontrol pengisian solar MPPT bervariasi terus menerus untuk mendapatkan ampere maksimum ke dalam baterai.

Baca: Pasang Kabel SCC Tunggal atau Dobel

Power point tracker atau pelacak titik daya adalah konverter DC ke DC frekuensi tinggi yang mengambil input DC dari panel surya, kemudian mengubah DC menjadi AC frekuensi tinggi dan, sekali lagi AC akan diubah kembali menjadi tegangan dan arus DC yang berbeda untuk mencocokkan secara akurat baterai dan panel.

Umumnya MPPT beroperasi pada frekuensi berkisar antara 20-80 kHz (rentang frekuensi audio sangat tinggi). Oleh karena itu, transformator efisiensi sangat tinggi dan komponen kecil dapat digunakan untuk merancang rangkaian frekuensi tinggi ini.

MPPT non-digital atau linier mudah dan murah untuk dibuat dibandingkan dengan MPPT digital.

Baca: Jarak Ideal Pemasangan Antar Perangkat SCC

Saat menggunakan MPPT linier, meskipun efisiensi sedikit meningkat, tetapi efisiensi keseluruhan bervariasi dalam rentang yang luas karena MPPT linier kehilangan pelacakannya dalam beberapa kasus.

Jika awan melewati rangkaian MPPT linier, maka rangkaian linier membutuhkan lebih banyak waktu untuk mencari titik terbaik berikutnya.

Fitur Utama MPPT Solar Charge Controller

MPPT solar charge controller digunakan untuk mengoreksi dan mendeteksi variasi karakteristik tegangan arus panel surya dan seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas.

Hal ini diperlukan untuk setiap sistem tenaga surya yang diperlukan untuk mengeluarkan daya maksimum dari panel surya karena memaksa panel surya untuk beroperasi pada tegangan mendekati titik daya maksimum dengan menarik daya maksimum yang tersedia.

Baca: Pengertian Ground Fault SCC, Cara Kerja, dan Penyebabnya

Dengan menggunakan solar charge controller MPPT, Anda dapat menggunakan panel surya dengan tegangan keluaran yang lebih besar dari tegangan operasi sistem baterai.

Kompleksitas sistem dapat dikurangi dengan menggunakan MPPT solar charge controller karena memiliki efisiensi yang tinggi.

Ini dapat diterapkan untuk digunakan dengan berbagai sumber energi seperti turbin air atau turbin tenaga angin. Daya keluaran panel surya digunakan untuk mengontrol konverter DC-DC secara langsung.

MPPT Solar Charge Controller Terintegrasi Driver LED

MPPT SCC Terintegrasi Driver LED *~via: elprocus.com*

Tren terbaru dalam pencahayaan dan iluminasi sering menggunakan LED kecerahan tinggi yang memiliki masa pakai yang lama dengan biaya perawatan yang rendah dan efisiensi tinggi.

Tetapi membutuhkan driver daya untuk mempertahankan arus konstan. Ini dapat difasilitasi oleh konverter step-up atau step-down DC-DC.

Baca: Komponen dan Cara Kerja SCC MPPT Berbasis Mikrokontroler

Gambar di atas menunjukkan diagram blok pengontrol muatan surya pelacakan titik daya maksimum terintegrasi dan driver LED yang dibangun di atas perangkat Programmable System on Chip (PSoC), pengontrol, driver, periferal analog dan digital digunakan untuk mengukur, mengkondisikan, dan mengendalikan sinyal .

Teknologi MPPT fleksibel dan kuat dalam mengambil tegangan dan arus dari panel surya untuk mencari daya puncak dengan mengatur sinyal kontrol untuk mengoperasikan panel surya pada daya puncaknya.

Sinyal kontrol yang dihasilkan dari PSoC digunakan dalam menggerakkan konverter buck sinkron yang mengubah daya panel surya untuk mengisi baterai. Sistem ini juga digunakan untuk mengontrol proses pengisian baterai dan menggerakkan LED.