Perpustakaan Digital ITB

Manusia sebagai makhluk hidup harus mempunyai kesadaran diri untuk menyesuaikan diri dengan alam. Manusia wajib menjaga serta melestarikan keanekaragaman hayati yang ada di bumi demi terciptanya keseimbangan ekosistem dan keberlangsungan hidup. Perilaku manusia perlu dikendalikan agar tidak merusak keseimbangan ekosistem dengan cara memahami batasan-batasan dalam pemanfaatan alam dan lingkungan hidup. Jika perilaku tersebut sudah tercapai maka manusia sudah mampu berkontribusi dalam mempertahankan keseimbangan alam. Bumi tidak hanya ditempati oleh manusia, masih ada makhluk hidup lain yang sama-sama berperan dalam menjaga keseimbangan alam. Manusia perlu memahami adanya hubungan timbal balik antara makhluk hidup dengan lingkungan di sekitarnya. Terdapat berbagai keindahan yang ditemukan di bumi dengan adanya keanekaragaman makhluk hidup, contohnya berbagai macam satwa dan tumbuhan yang dapat ditemukan di hutan. Manusia diberikan kelebihan dan karunia berupa akal untuk mempertahankan hidup serta menyesuaikan diri dengan lingkungan. Manusia mendapatkan berbagai macam solusi dalam mengatasi ketidakseimbangan alam. Berbagai macam solusi tersebut dapat berupa pemikiran atau tindakan yang nyata. Keseimbangan alam dapat melahirkan sumber energi yang melimpah untuk keberlangsungan makhluk hidup. Sumber energi yang dapat didaur ulang atau bisa dikatakan tidak akan habis, yaitu sumber energi terbarukan. Sumber energi terbarukan dapat ditemukan dan tersedia di alam. Sumber energi terbarukan dapat dikonversikan menjadi sumber energi listrik. Sumber energi terbarukan bersifat ramah terhadap lingkungan. Sumber energi terbarukan diubah menjadi sumber energi listrik melewati sebuah proses yang dinamakan konversi energi. Proses konversi tersebut berbeda-beda tergantung dari pemanfaatan sumber energi terbarukan yang digunakan. Pemanfaatan sumber energi terbarukan menjadi sumber energi listrik dapat menjadikan hal yang menarik untuk dikaji, karena dalam implementasinya menyangkut bidang keilmuan yang luas. Sumber energi terbarukan dapat ditemukan dan dimanfaatkan berdasarkan energi matahari, angin, dan gelombang laut. Tiga sumber energi tersebut termasuk kategori sumber energi yang energinya sewaktu-waktu tersedia atau didapatkan secara sebentar-sebentar. Hal tersebut dapat terjadi dikarenakan berbagai faktor, diantaranya faktor cuaca, iklim, dan temperatur lingkungan. Manusia dapat berperan dalam menjaga faktor- ii faktor tersebut agar tetap dalam kondisi yang seimbang. Jika salah satu dari faktor tersebut dalam kondisi normal, maka faktor yang lainnya dapat mengikuti. Sumber energi yang paling potensial adalah sumber energi matahari. Parameter yang dimanfaatkan dari ketersediaan sumber energi matahari adalah iradiasi matahari. Iradiasi matahari dapat dikategorikan sebagai radiasi matahari langsung atau radiasi matahari yang tersebar ke segala arah. Sumber energi matahari dapat dimanfaatkan menjadi sumber energi listrik. Nilai iradiasi matahari dapat menentukan tingkat daya listrik. Sumber energi matahari bersifat fluktuatif, karena dipengaruhi oleh kondisi atmosfer, pola awan, dan temperatur lingkungan. Diperlukan sebuah komponen untuk mengubah energi matahari menjadi energi listrik. Komponen tersebut adalah panel surya atau photovoltaic (PV). Panel surya bermaterial silikon yang terdiri dari perangkat semikonduktor sambungan p-n. Arus listrik dapat diperoleh dari panel surya karena terdapat proses tumbukan antara foton dan sambungan p-n. Semakin tinggi iradiasi matahari, maka arus listrik yang dihasilkan akan semakin besar, begitupun sebaliknya. Panel surya tersebut dikombinasikan dengan konverter elektronika daya yang mampu memproses daya sehingga dapat terhubung ke jaringan listrik. Iradiasi matahari sewaktu-waktu dapat bersifat fluktuatif. Sistem panel surya dapat menghasilkan daya keluaran yang juga berfluktuatif dikarenakan iradiasi matahari yang sewaktu-waktu tersedia. Fluktuasi iradiasi matahari dapat terjadi dalam waktu singkat dengan satuan detik dan dalam waktu lama dengan satuan jam. Dalam tesis ini, dijelaskan cara untuk memperhalus daya keluaran sistem panel surya yang disebabkan oleh fluktuasi iradiasi matahari. Untuk memperhalus daya keluaran sistem panel surya tersebut dengan menggunakan sistem penyimpanan energi. Kedua sistem tersebut terintegrasi serta sama-sama terhubung ke jaringan listrik tiga fase yang seimbang. Metode yang digunakan, yaitu moving average (MA) dan kendali arus yang diintegrasikan pada sistem kendali untuk sistem penyimpanan energi. Kedua metode tersebut mampu memperhalus daya keluaran sistem panel surya yang diakibatkan oleh fluktuasi iradiasi matahari dalam waktu singkat dalam satuan detik dan dalam waktu lama dengan satuan jam. Rentang waktu yang digunakan dalam perhitungan moving average atau discrete time moving average untuk merata-ratakan sejumlah sampel data mengatasi fluktuasi daya keluaran dalam waktu singkat selama tiga detik dan untuk mengatasi fluktuasi daya keluaran dalam waktu lama selama dua setengah jam dan lima jam. Kendali arus yang digunakan, yaitu kendali arus proportional integral (PI). Kendali arus PI yang digunakan dibagi menjadi dua buah, agar dapat mengetahui perbandingan kualitas daya dan kestabilan. Kendali arus PI yang digunakan berupa kendali arus PI konvensional dan PI multi-resonan. Kualitas daya yang diperoleh ketika sistem penyimpanan energi menggunakan kendali PI multi- resonan di nilai lebih baik dalam menghaluskan daya keluaran sistem panel surya. Penyimpanan energi yang digunakan berupa baterai valve regulated lead acid (VRLA), karena telah sampai pada tahap komersialisasi. Untuk memperhalus daya keluaran sistem panel surya yang terhubung ke jaringan listrik tiga fase yang seimbang tergantung pada performa sistem kendali yang digunakan pada sistem penyimpanan energi.