Perpustakaan Digital ITB

Pada rumah bersumber energi mandiri, diperlukan sistem kelistrikan yang efisien. Hal tersebut dikarenakan sumber energi terbarukan sangat terbatas dan rumah tidak terhubung dengan jaringan listrik utama, seperti PLN. Sistem yang umum digunakan saat ini adalah kelistrikan AC, dengan permasalahan utama yaitu rugi daya yang tinggi akibat konversi bentuk listrik berulang melalui inverter (DC-AC) dan adaptor (AC-DC). Untuk mengatasi permasalahan tersebut, diperlukan penghapusan konversi bentuk listrik berulang, melalui sistem kelistrikan DC. Sistem ini menjadi sangat relevan dan efisien, karena baterai sebagai penyimpan energi dan mayoritas beban listrik beroperasi pada listrik DC. Selain itu, investasi yang diperlukan akan menjadi lebih terjangkau. Sistem kelistrikan DC akan diterapkan pada rumah-rumah masyarakat di daerah terpencil yang belum terelektrifikasi. Pada penelitian ini, dilakukan studi mengenai jenis beban listrik yang digunakan masyarakat melalaui survei lapangan di Desa Karyawangi, Kecamatan Parongpong, Bandung. Kemudian dilakukan penentuan beban listrik yang layak diterapkan pada sistem kelistrikan DC, berdasarkan intensitas penggunaan dan kemudahan modifikasi. Pada tahap perancangan, dilakukan pembuatan prototipe sistem kelistrikan DC dan uji perbandingan dengan sistem kelistrikan AC. Prototipe sistem dibuat dengan memilih tegangan baterai, merancang skema kelistrikan rumah, dan merancang kabel listrik. Untuk mengurangi rugi daya pada sistem, diperlukan konverter daya DC-DC yang efisien. Perancangan konverter DC-DC dengan tegangan luaran tetap, dilakukan menggunakan metode konversi tegangan switching. Dalam pengujian, konverter DC-DC switching juga dibandingkan dengan konverter DC-DC linear. Perancangan konverter berupa LED driver menggunakan MOSFET sebagai resistor variabel dilakukan untuk menghasilkan arus luaran tetap. Berdasarkan hasil studi, beban listrik berupa lampu LED, telepon genggam, televisi, laptop, dan kompor listrik tergolong layak untuk diterapkan pada sistem kelistrikan DC. Konverter daya yang berhasil dirancang antara lain berupa konverter DC-DC untuk telepon genggam, televisi, dan laptop, dan LED driver untuk lampu LED. Hasil pengujian menunjukkan bahwa konverter DC-DC dengan metode switching terbukti lebih efisien dari linear. Efisiensi konversi daya konverter DC-DC dan LED driver hasil rancangan, bervariasi antara 79% hingga 93,2%. Rata-rata konsumsi daya sistem kelistrikan DC lebih rendah antara 40,52% hingga 85,37% dari sistem kelistrikan AC. Berdasarkan hasil simulasi pemakaian beban listrik terjadwal dengan kapasitas baterai 50 A·h, 24 V, sistem kelistrikan DC memiliki durasi nyala dua kali lebih lama dibandingkan sistem kelistrikan AC. Dari segi investasi, sistem kelistrikan DC memiliki biaya investasi yang lebih rendah sebesar 26,12% dari sistem kelistrikan AC.