Memilih kontroler panel surya sesuai kebutuhan, membeli kontroler solar charger yang tepat, aneka jenis kontroler solar charger, beberapa jenis kontroler, macam-macam kontroler tenaga surya, beda kontroler MPPT dan PWM untuk listrik tenaga surya.
Fungsi kontroler dalam kelistrikan tenaga surya memiliki peranan penting dalam hal menjaga efisiensi sistem pembangkit listrik tenaga surya. Sebelum lebih jauh mengkaji kontroler mari kita lihat karakteristrik kelistrikan panel surya.
Dalam spesifikasi teknis sebuah panel surya terdapat istilah Voc (Open Circuit Voltage) dimana dalam semua daya panel surya dari 10WP hingga 500WP jika kita ukur maka nilai tegangan akan selalu cenderung tetap, baik dalam kondisi siang berawan maupun cerah.
Misal : jika anda memiliki solar cell 50W dengan sepesifikasi tegangan 20 volt, maka jika anda ukur pada berbagai cuaca atau keadaan baik pagi, sore, siang, berawan berat, hujan deras, tegangannya cenderung sama, tetap pada kisaran lebih kurang 19V s/d 21V.
Namun jika anda mengukur besaran Amperenya maka akan terjadi perubahan (berbeda pada tiap kondisi cuaca), silahkan anda ukur amper-nya sewaktu pagi jam 7 pagi dan jam 12 siang (saya asumsikan cuaca relatif stabil cerah).
Maka dari itu dibutuhkan sebuah alat berupa kontroler / mikro kontroler untuk mengatur dan medapatkan pengisian daya dari panel surya kedalam baterai / aki. Dalam kelistrikan tenaga surya kontroler Solar Charger terbagi menjadi 2 tipe yaitu PWM dan MPPT.
Menggunakan asumsi ampere dan watt yg sama, sifat controller kelas pwm umumnya berharga murah, tegangan input hampir sama menggunakan tegangan ke baterai / aki, contohnya di controller autovolt buat baterai 12/24, input 12-23vdc buat baterai 12v serta input 24~30v untuk baterai 24vdc, intinya tegangan input tak jauh tidak sama menggunakan tegangan output (ke baterai).
Mppt umumnya memiliki keistimewaan yaitu tegangan input yang tinggi buat mencharge baterai baik 12v s/d 48v, bahkan sebagian controller mampu mencharge sampai 60vdc. Harga memang mahal, akan tetapi efesiensinya memang lebih baik.
MPPT akan lebih mampu mengisi baterai Jika hari mendung dibanding pwm.
Kenapa MPPT lebih mampu mencharge baterai dihari mendung daripada pwm?
Karena pada mppt mampu memanfaatkan kelebihan tegangan tersebut serta dikonversi sebagai arus/ampere yg tinggi ke baterai, sedangkan di PWM sebab hari mendung, walaupun tegangan tetap ada (bahkan hampir sama atau tidak terdapat penurunan) tapi ampere jauh lebih kecil.
Dengan kata lain, mppt akan lebih baik mencharge baterai daripada PWM
Karena sifat atau kelebihan mppt seperti diatas maka mppt lebih efesien, lebih terjamin pada mencharge baterai terhadap ketersediaan ampere atau arus buat ke baterai.
Terlebih lagi duduk perkara pengawatan dari solar cell ke controller, di pwm absolut diharapkan kabel yang sepadan, contohnya spesifikasi 100w dapat menghasilkan 7a, maka Jika anda mempunyai 4x 100w tentu pada ketika hari sangat cerah ampere yg akan tercapai 7ax4 (paralel) = 28a menggunakan volt yg rendah, maka kita wajib lebih hati-hati dalam memilih kabel, sebab Bila kita membeli kabel yg kecil, tentu akan sia-sia atau terbuang ampere yang didapatkan sang solar cell tak akan tersalur secara sempurna ke controller.
Sebaliknya pada mppt, karena mppt biasanya bertegangan lebih tinggi, contohnya anda mempunyai solar cell 100w x 4 (serial) ampere 7a, anda hanya perlu kabel 7a atau 10a saja, karena pengawatan mppt diserial, maka hanya tegangan saja yang menjadi tinggi sedangkan ampere akan permanen pada 7a dihari cerah.
Jika anda ingin mempunyai pembangkit dengan kinerja tinggi, misalnya hanya 50watt saja tetapi ingin digunakan selama 24jam, saran kami gunakanlah MPPT. sebab jangan lihat harga MPPT lebih mahal, tetapi investasi akan membengkak jauh lebih tinggi Bila anda memakai controller PWM
Sebab sebetulnya biaya pembuatan plts (pembangkit listrik energi mentari ) umumnya akan banyak tersedot ke solar cell dan batterai bukan solar charge controller.
Namun Bila anda ingin membuat PLTS anggaplah mempunyai beban max 50w, dan hanya digunakan 10-12 jam memang PWM akan lebih murah, akan tetapi Jika anda ingin menambah beban (upgrade) dihari lain, maka MPPT pilihan sempurna.
Lebih baik dipersiapkan dari sekarang solar controller MPPT dengan power 1000w walaupun solar cellnya hanya 200w.
Daripada membangun sistem 200w menggunakan PWM controller, maka umumnya waktu ingin diupgrade, controller harus diganti dan belum lagi efesiensi yang rendah tersebut di PWM.
PENGERTIAN PWM
Pulse Width Modulation (PWM) secara
umum adalah sebuah cara memanipulasi lebar sinyal yang dinyatakan dengan pulsa
dalam satu periode, untuk mendapatkan tegangan rata-rata yang berbeda. Bebarapa
contoh aplikasi PWM adalah pemodulasian data untuk telekomunikasi, pengontrolan
daya atau tegangan yang masuk ke beban, regulator tegangan, audio effect dan
penguatan, serta aplikasi-aplikasi lainnya.
Aplikasi PWM berbasis mikrokontroller
biasanya berupa pengendalian kecepatan motor DC, pengendalian motor servo, dan
pengaturan nyala terang LED. Oleh karena itu diperlukan pemahaman terhadap
konsep PWM itu sendiri.
Konsep Dasar PWM
Sinyal
PWM pada umumnya memiliki amplitude dan frekuensi dasar yang tetap, namun
memiliki lebar pulsa yang bervariasi. Lebar pulsa PWM berbanding lurus dengan
amplitude sinyal asli yang belum termodulasi. Artinya, sinyal PWM memiliki
frekuensi gelombang yang tetap namun duty cycle bervariasi antara 0% hingga
100%.
Dari persamaan diatas, diketahui
bahwa perubahan duty cycle akan merubah tegangan output atau tegangan rata-rata
seperti gambar dibawah ini.
PWM merupakan salah satu teknik untuk
mendapatkan sinyal analog dari sebuah piranti digital. Sebenarnya sinyal PWM
dapat dibangkitkan dengan banyak cara, secara analog menggunakan IC op-amp atau
secara digital.
PENGERTIAN MPPT
Maximum Power Point Tracking atau sering disingkat dengan MPPT merupakan sebuah sistem elektronik yang dioperasikan pada sebuah panel photovoltaic (PV) sehingga panel photovoltaic bisa menghasilkan power maksimum. Perlu diperhatikan, MPPT bukanlah sebuah sistem tracking mekanik yang digunakan untuk mengubah posisi modul terhadap posisi matahari sehingga mendapatkan energi maksimum matahari. MPPT benar-benar sebuah sistem elektronik yang bisa menelusuri titik power maksimum power yang bisa dikeluarkan oleh sebuah panel PV.
Mengapa MPPT ini sangat penting dan apa yang terjadi apabila MPPT tidak digunakan? mari kita lihat gambar di atas. Bayangkan apabila sebuah PV panel dihubungkan langsung pada sebuah charger/disharger batere. PV panel tersebut mempunyai karakteristik seperti yang ditunjukkan pada gambar/grafik di atas yaitu pada temperatur
dan insolasi 
.
Bisa dilihat pada grafik bahwa apabila MPPT tidak digunakan, maka power
yang bisa diekstrak dari PV panel hanyalah 53Watt pada 12Volt atau
dengan kata lain power maksimum yang bisa digunakan hanyalah 70.67% dari
power maximum sebenarnya. Dengan menggunakan MPPT maka power maksimum
yang bisa diambil dari PV panel bisa dicapai.
Seperti apa bentuk MPPT secara fisik?sebuah sistem MPPT di sini merupakan sebuah DC/DC converter dengan sebuah controller. Sebuah DC/DC conveter digunakan pada sistem MPPT seperti pada gambar di atas. Pada contoh di atas, sebuah PV panel mempunyai maximum power 75Watt, tegangan maximum 17Volt dengan arus maximum sekitar 4.4Ampere. DC/DC converter tersebut akan menkonversi tegangan 17Volt dari PV panel menjadi tegangan batere sebagai output. Arus charge batere adalah menjadi
. Tentunya arus tersebut nilainya akan bervariasi tergantung dari penggunaannya itu sendiri.Referensi:
– Richard A. Cullen, “What is Maximum Power Point Tracking (MPPT) and How does It Work?”, Blue Sky Energy, inc., http://www.blueskyenergyinc.com. download pdf.
