DESAIN DAN SIMULASI PENGISIAN BATERAI DENGAN SOLAR CELL DENGAN METODE MULTI LOOP
DOI:
https://doi.org/10.55606/jtmei.v1i2.472Keywords:
Sel Surya, Multi-loop.Abstract
Pada penelitian ini dilakukan strategi kontrol daya pada sistem hibrid photovoltaic-baterai yang berdiri sendiri (standalone). Masa pakai (life-time) baterai akan semakin pendek jika baterai sering diisi dengan arus tinggi dan melebihi kapasitasnya (State-of-Charge (SoC)). Sistem yang diusulkan menggunakan dua buah konverter dc-dc untuk menghubungkan photovoltaic (PV) dan baterai lead-acid ke beban. Konverter DC-DC searah (unidirectional) digunakan sebagai antarmuka antara PV dan bus DC, sedangkan konverter DC-DC dua arah (bidirectional) digunakan sebagai antarmuka antara baterai dan bus DC. Strategi kontrol berperan mengendalikan aliran daya antara konverter dan beban untuk menjaga keseimbangan daya dalam sistem dan mengendalikan baterai untuk mendukung PV ketika daya PV yang tersedia tidak cukup untuk memenuhi beban. Strategi kontrol multi-loop digunakan pada penelitian ini, salah satu loop digunakan untuk menjaga SoC baterai dalam rangka mengendalikan daya keluaran PV untuk menghindari pengisian berlebihan (over-charging). Loop yang lain digunakan untuk memastikan keseimbangan daya sistem saat baterai sedang diisi pada batas maksimal arus pengisiannya. Sistem kontrol yang diusulkan, diimplementasikan tanpa memerlukan syarat kondisi apapun agar kontrol tersebut dapat beroperasi. Hasil simulasi menunjukkan bahwa kontrol multi-loop yang diusulkan dapat mengendalikan aliran daya pada sistem dengan tetap menjaga batas maksimal arus pengisian dan SoC baterai.
References
M. R. Mojallizadeh and M. A. Badamchizadeh, “Adaptive PassivityBased Control of a Photovoltaic/Battery Hybrid Power Source via Algebraic Parameter Identification,” IEEE J. Photovoltaics, vol. 6, no. 2, pp. 532–539, 2016, doi: 10.1109/JPHOTOV.2016.2514715.
Z. Yi, W. Dong, and A. H. Etemadi, “A unified control and power management scheme for PV-Battery-based hybrid microgrids for both grid-connected and islanded modes,” IEEE Trans. Smart Grid, vol. 9, no. 6, pp. 5975–5985, 2018, doi: 10.1109/TSG.2017.2700332.
J. Hong, J. Yin, Y. Liu, J. Peng, and H. Jiang, “Energy Management and Control Strategy of Photovoltaic/Battery Hybrid Distributed Power Generation Systems with an Integrated Three-Port Power Converter,” IEEE Access, vol. 7, pp. 82838–82847, 2019, doi: 10.1109/ACCESS.2019.2923458.
H. Mahmood, D. Michaelson, and J. Jiang, “Control strategy for a standalone PV/battery hybrid system,” IECON Proc. (Industrial Electron. Conf., pp. 3412–3418, 2012, doi: 10.1109/IECON.2012.6389351.
M. Alramlawi and P. Li, “Design optimization of a residential pv-battery microgrid with a detailed battery lifetime estimation model,” IEEE Trans. Ind. Appl., vol. 56, no. 2, pp. 2020–2030, 2020, doi: 10.1109/TIA.2020.2965894.
S. Armstrong, M. E. Glavin, and W. G. Hurley, “Comparison of battery charging algorithms for stand alone photovoltaic systems,” PESC Rec. - IEEE Annu. Power Electron. Spec. Conf., pp. 1469–1475, 2008, doi: 10.1109/PESC.2008.4592143.
S. Dhundhara, Y. P. Verma, and A. Williams, “Techno-economic analysis of the lithium-ion and lead-acid battery in microgrid systems,” Energy Convers. Manag., vol. 177, pp. 122–142, 2018, doi: https://doi.org/10.1016/j.enconman.2018.09.030.
A. Mirzaei, M. Forooghi, A. A. Ghadimi, A. H. Abolmasoumi, and M. R. Riahi, “Design and construction of a charge controller for stand-alone PV/battery hybrid system by using a new control strategy and power management,” Sol. Energy, vol. 149, pp. 132–144, 2017, doi: 10.1016/j.solener.2017.03.046.
Wen, S. Wang, G. Liu, and R. Liu, “Energy management and coordinated control strategy of PV/HESS AC microgrid during islanded operation,” IEEE Access, vol. 7, no. c, pp. 4432–4441, 2019, doi: 10.1109/ACCESS.2018.2887114.
S. Marhraoui, A. Abbou, Z. Cabrane, S. E. Rhaili, and N. El Hichami, “Fuzzy logic-integral backstepping control for PV grid-connected system with energy storage management,” Int. J. Intell. Eng. Syst., vol. 13, no. 3, pp. 359–372, 2020, doi: 10.22266/IJIES2020.0630.33.
Y. Yang, Y. Qin, S. C. Tan, and S. Y. R. Hui, “Efficient Improvement of Photovoltaic-Battery Systems in Standalone DC Microgrids Using a Local Hierarchical Control for the Battery System,” IEEE Trans. Power Electron., vol. 34, no. 11, pp. 10796–10807, 2019, doi: 10.1109/TPEL.2019.2900147.
H. Mahmood, D. Michaelson, and J. Jiang, “A power management strategy for PV/battery hybrid systems in Islanded microgrids,” IEEE J. Emerg. Sel. Top. Power Electron., vol. 2, no. 4, pp. 870–882, 2014, doi: 10.1109/JESTPE.2014.2334051.
