Perpustakaan Digital ITB

Energi surya adalah sumber energi terbarukan yang semakin penting dan semakin banyak diadopsi dengan berkembangnya masalah perubahan iklim di seluruh dunia. Panel surya fotovoltaik (PV) memiliki karakteristik listrik nonlinier bergantung pencahayaan matahari, suhu luar, dan faktor lainnya yang membuat pembangkitan energi surya yang efisien menantang. Selain itu, panel surya tidak dapat membangkitkan energi pada malam hari. Tantangan ini melatarbelakangi dikembangkannya teknologi seperti maximum power point tracking (MPPT) untuk memaksimalkan pembangkitan daya secara dinamis; sistem baterai untuk pemakaian energi surya yang dapat diandalkan seiring berubahnya kondisi pencahayaan matahari; smart charging untuk pengisian baterai yang mumpuni, aman, dan baik untuk masa pakai baterai berkepanjangan; dan jenis-jenis baterai baru seperti litium besi fosfat (LiFePO4) yang memiliki masa pakai lebih lama dibandingkan litium ion (Li-ion) yang paling lazim dipakai serta biaya lebih ekonomis. Solar charger (SC) atau solar charge controller (SCC) berfungsi menerapkan teknologi seperti MPPT, smart charging, dan bahkan internet of things (IoT) untuk memanfaatkan secara maksimal energi dari panel surya ke baterai dalam satu perangkat. Cakupan makalah ini adalah pengembangan subsistem charge controller, pengatur pengisian baterai, dari sebuah sistem perangkat SC untuk baterai LiFePO4 dalam aplikasi residensial yang dilengkapi teknologi MPPT dan IoT. Charge controller yang dikembangkan dilengkapi teknologi smart charging berbasis constant current-constant voltage (CC/CV) untuk pengisian baterai yang andal dan baik. Subsistem diterapkan dengan kombinasi hardware sensor dan pengkondisian sinyal serta software dalam mikrokontroler ESP32 berbasis task dan state machine. Subsistem ini juga bekerja sama dengan subsistem MPPT untuk pengaturan daya masuk dan dengan subsistem antarmuka IoT untuk komunikasi data status perangkat menggunakan I2C. Charge controller yang dikembangkan mampu bekerja mengisi baterai dengan perilaku pengisian yang diharapkan. Charge controller mengisi baterai menggunakan daya dari panel surya semaksimal mungkin, termasuk saat pengujian dengan simulasi panel surya menggunakan catu daya DC variabel. Namun, terdapat sejumlah tantangan yang perlu selanjutnya diselesaikan, misalnya integrasi antara subsistem, komunikasi dengan antarmuka perangkat, dan cakupan pengujian yang terbatas. Subsistem telah diuji dalam mode pengisian CV, namun perlu diuji lebih lanjut dalam mode CC dan MPPT.