Energi memainkan peran penting dalam menjaga keberlanjutan kehidupan, namun peningkatan populasi turut mendorong kebutuhan energi yang lebih tinggi. Ketergantungan berat ekonomi dunia pada bahan bakar fosil menghadapi ancaman serius akibat kerentanan pasokan dan perubahan iklim. Cadangan minyak dan gas global diperkirakan habis pada pertengahan abad ke-21, sementara cadangan batu bara diperkirakan akan habis enam puluh tahun setelahnya. Diskusi politik dan kebijakan modern didorong oleh kekhawatiran ilmiah dan publik terkait penggunaan terus-menerus bahan bakar fosil dan hubungannya dengan perubahan iklim global yang cepat. Pergeseran global dari bahan bakar fosil ke sumber energi terbarukan diakui sebagai langkah penting dalam mengatasi kesulitan ganda yang disebutkan sebelumnya. Sebagai contoh, Uni Eropa telah mengadopsi kerangka kerja iklim dan energi baru yang mencakup pencapaian minimum 27% konsumsi energi terbarukan pada tahun 2030 (Komisi Eropa, 2018). Namun, masih banyak industri di seluruh dunia yang terus mengandalkan bahan bakar fosil untuk menghasilkan listrik. Sementara bahan bakar fosil saat ini efisien untuk pembangkit listrik, keberlanjutan jangka panjangnya dipertanyakan karena masalah pelepasan dan lingkungan. Industri harus segera beralih ke sumber energi terbarukan untuk mengatasi masalah ini dan mencegah risiko ekologis yang ditimbulkan oleh bahan bakar fosil.
Penggunaan energi terbarukan untuk pembangkitan listrik independen menawarkan pilihan menarik bagi masyarakat terpencil yang tidak dapat mengandalkan jaringan listrik utama. Untuk memastikan operasi konsisten dari mikrogrid mandiri, manajemen efektif terhadap fluktuasi daya akibat gangguan energi terbarukan menjadi penting. Fluktuasi tegangan yang persisten menyajikan tantangan signifikan dalam sistem mandiri. Jika tidak ditangani, fluktuasi ini dapat menyebabkan ketidakstabilan sistem, dan efisiensi optimasi energi surya tidak mencapai yang terbaik. Berbagai algoritma Maximum Power Point Tracker (MPPT) telah diusulkan sejauh ini. Algoritma-algoritma ini dapat dikategorikan menjadi dua kelompok. Kelompok pertama algoritma bergantung pada umpan balik tegangan. Dalam pendekatan ini, tegangan referensi yang ditentukan sebelumnya dibandingkan dengan tegangan array fotovoltaik (PV). Sinyal kesalahan yang dihasilkan kemudian diproses melalui loop umpan balik untuk menghasilkan perintah kontrol. Namun, dalam kondisi lingkungan yang berubah, algoritma ini kesulitan beradaptasi dengan tegangan referensi, mengakibatkan kehilangan daya yang signifikan.
Salah satu algoritma yang diberikan adalah metode perturbasi dan observasi (P&O), penjelajahan bukit, dan metode konduktans inkremental (INC). Tinjauan terhadap metode perturbasi dan observasi (P&O) telah disediakan, mengungkapkan bahwa pendekatan saat ini menghadapi masalah seperti osilasi, kompleksitas, ketergantungan pada pilihan desainer, dan tuntutan komputasi yang meningkat. Dalam teknik P&O, titik operasional berfluktuasi di sekitar Titik Daya Maksimum (MPP), mengakibatkan kehilangan sebagian energi yang tersedia. Fluktuasi ini dapat dikurangi dengan mengurangi magnitudo perturbasi tetap, meskipun pendekatan ini memperpanjang waktu yang dibutuhkan untuk mencapai MPP.
Kesimpulan dari penelitian ini adalah terbukti bahwa konverter ganda dengan algoritma Perturb and Observe menunjukkan stabilitas arus dan daya yang unggul dibandingkan dengan skema konverter tunggal. Reduksi overshoot arus mencapai 65.336%, dengan penurunan undershoot yang disebabkan awan mendadak sebesar 10.529%. Selain itu, overshoot daya berkurang sebesar 43.685%, dan undershoot daya yang tiba-tiba akibat tutupan awan menurun sebesar 7.133%. Penelitian ini bertujuan meningkatkan stabilitas dan efisiensi sistem pembangkit listrik tenaga surya mandiri melalui pendekatan konverter ganda yang terhubung secara seri. Dengan demikian, penelitian ini berpotensi memberikan solusi yang lebih efektif dalam menjaga stabilitas daya dari panel surya, mengurangi fluktuasi daya yang dipicu oleh perubahan cuaca mendadak seperti penutupan awan tak terduga, dan meningkatkan efisiensi konversi energi surya menjadi daya listrik. Solusi ini memiliki implikasi signifikan dalam mengatasi tantangan operasional dan meningkatkan produktivitas sistem pembangkit listrik tenaga surya.
Secara keseluruhan, meskipun tidak adanya standar energi terbarukan yang spesifik mengatur tegangan dan arus nominal selama overshoot, industri energi terbarukan tetap mematuhi berbagai pedoman dan praktik terbaik untuk mengelola parameter-parameter ini dengan efisien. Referensi penting dalam konteks ini termasuk standar IEEE 1547, yang menguraikan persyaratan teknis untuk mengintegrasikan sumber daya energi terdistribusi dan memberikan panduan umum tentang penyambungan sumber energi terbarukan ke jaringan. Demikian pula, standar internasional IEC 61727 membahas karakteristik sistem fotovoltaik yang terhubung ke jaringan, memberikan wawasan tentang batasan aman untuk tegangan dan arus melalui persyaratan pengujian dan karakterisasi. Standar-standar ini secara bersama-sama berkontribusi untuk memastikan integrasi yang kuat dan dapat diandalkan dari sumber energi terbarukan ke dalam sistem energi modern.
Penulis: Rezi Delfianti
Jurnal: Standalone Photovoltaic Power Stabilizer Using Double Series Connected Converter in Sudden Cloud Condition
