Industri.umsida.ac.id – Penggunaan energi terbarukan, khususnya tenaga surya, semakin meningkat di Indonesia. Sebagai upaya untuk mengoptimalkan pemanfaatan energi surya, banyak sistem pembangkit listrik tenaga surya (PLTS) yang mengadopsi teknologi inverter dalam sistem hybrid, yang menggabungkan sumber daya dari Pembangkit Listrik Tenaga Surya (SPP) dan jaringan PLN.
Inverter memainkan peran yang sangat penting dalam mengubah daya searah (DC) yang dihasilkan oleh panel surya menjadi daya bolak-balik (AC), yang dapat digunakan untuk keperluan rumah tangga dan industri.
Namun, tantangan utama yang dihadapi dalam pengoperasian sistem hybrid ini adalah kestabilan kinerja inverter, terutama ketika baterai mulai mengisi ulang (charging) atau dalam kondisi pengosongan daya (discharging).
Dalam penelitian yang dilakukan oleh tim dosen Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Muhammadiyah Sidoarjo (UMSIDA), dilakukan analisis mendalam mengenai hubungan tegangan input DC dan output AC inverter, serta titik kritis performa inverter yang memengaruhi proses perpindahan (switching) antara sumber energi.
Tegangan Input DC dan Output AC: Hubungan Kinerja Inverter
Dalam sistem hybrid antara SPP dan PLN, inverter memiliki peran sebagai pengubah daya. Tegangan input DC yang dihasilkan oleh panel surya akan diubah menjadi output AC yang dapat digunakan oleh beban listrik. Hasil penelitian menunjukkan bahwa hubungan antara tegangan input DC dan output AC inverter sangat dipengaruhi oleh kondisi baterai dan intensitas cahaya matahari.
Saat proses charging, tegangan input DC yang diterima inverter berasal dari energi yang dihasilkan oleh panel surya, yang kemudian disalurkan ke baterai. Tegangan output AC inverter diukur untuk memastikan bahwa energi yang dihasilkan dapat diterima dengan baik oleh sistem listrik. Penelitian menunjukkan bahwa dalam kondisi optimal, inverter dapat menghasilkan output AC yang cukup stabil meskipun terjadi fluktuasi pada input DC.
Namun, ketika baterai mendekati kapasitas penuh, tegangan input DC menjadi lebih rendah dan inverter harus lebih cermat dalam menyesuaikan tegangan output AC agar tetap stabil. Tantangan besar dalam sistem hybrid ini adalah memastikan bahwa inverter dapat menyesuaikan diri dengan kondisi input DC yang fluktuatif, yang bergantung pada intensitas cahaya matahari dan kondisi baterai.
Titik Kritis Performa Inverter: Ketika Tegangan Baterai Drop
Dalam sistem energi terbarukan berbasis surya, titik kritis yang paling menentukan kinerja inverter adalah kondisi saat tegangan baterai drop. Penurunan kapasitas baterai dapat mengakibatkan inverter kesulitan dalam mengonversi energi DC menjadi AC yang stabil. Dalam kondisi seperti ini, inverter akan melakukan penyesuaian terhadap tegangan input untuk menghindari gangguan pada sistem.
Tim peneliti dari UMSIDA menemukan bahwa saat baterai mengalami penurunan kapasitas, inverter akan mendeteksi kondisi ini dan melakukan perubahan terhadap output yang dihasilkan, sehingga perpindahan antara sumber daya dapat berlangsung dengan lancar. Jika baterai tidak dapat menyediakan daya yang cukup, inverter akan mengalihkan sumber energi dari SPP ke PLN atau sebaliknya sesuai dengan kebutuhan sistem.
Proses ini menunjukkan pentingnya pengaturan yang tepat dari inverter untuk menjaga kontinuitas suplai energi tanpa gangguan. Ketika terjadi penurunan kapasitas baterai yang tajam, inverter harus dapat mendeteksi kondisi tersebut dan segera melakukan switching ke PLN atau sumber daya lain untuk mencegah pemutusan suplai listrik.
Presisi Inverter dalam Mendeteksi Kebutuhan Switching
Salah satu faktor kunci dalam efisiensi sistem hybrid adalah kemampuan inverter dalam mendeteksi kebutuhan switching antara SPP dan PLN. Presisi inverter dalam mendeteksi perubahan tegangan sangat penting untuk memastikan bahwa energi tetap tersalurkan dengan stabil tanpa gangguan. Jika inverter gagal mendeteksi perubahan tegangan yang diperlukan, maka akan terjadi penurunan performa sistem yang dapat berakibat pada pemadaman listrik.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa inverter yang dilengkapi dengan sistem deteksi presisi tinggi dapat mengidentifikasi perubahan tegangan dalam waktu singkat dan melakukan switching secara otomatis. Dengan demikian, selama kondisi surya optimal, inverter dapat memaksimalkan penggunaan energi yang dihasilkan oleh SPP, sementara pada malam hari atau saat cuaca buruk, sistem secara otomatis beralih ke PLN untuk memenuhi kebutuhan energi.
Keandalan inverter sangat bergantung pada kemampuan teknologi yang digunakan dalam mendeteksi fluktuasi daya. Penelitian ini juga menunjukkan bahwa inverter dengan fitur kontrol dan monitoring berbasis sensor dapat meningkatkan presisi deteksi tegangan, yang pada gilirannya meningkatkan kecepatan dan ketepatan switching antar sumber daya.
Rekomendasi untuk Pengembangan Sistem Hybrid di Indonesia
Melihat hasil penelitian ini, para peneliti merekomendasikan beberapa langkah pengembangan untuk meningkatkan kinerja inverter dalam sistem hybrid di Indonesia. Pertama, perlu dilakukan peningkatan kualitas inverter dengan teknologi yang lebih canggih, seperti sensor berbasis IoT untuk memonitor performa inverter secara real-time. Ini akan memungkinkan deteksi yang lebih presisi terhadap perubahan tegangan dan meningkatkan respons sistem terhadap gangguan.
Kedua, penelitian ini juga menekankan pentingnya optimalisasi kapasitas baterai, agar tidak terjadi ketidakseimbangan antara kapasitas penyimpanan energi dan kebutuhan sistem. Kapasitas baterai yang lebih besar akan memperpanjang waktu operasional sistem surya dan mengurangi ketergantungan pada PLN.
Pentingnya kinerja inverter dalam sistem hybrid tidak bisa dianggap remeh. Tegangan input DC, output AC, dan kemampuan inverter untuk mendeteksi kebutuhan switching secara otomatis merupakan kunci untuk memastikan efisiensi dan keberlanjutan sistem energi terbarukan. Hasil penelitian ini diharapkan dapat menjadi referensi dalam pengembangan sistem PLTS yang lebih efisien, berkelanjutan, dan dapat diandalkan di Indonesia.
Dengan dukungan teknologi inverter yang lebih canggih, sistem hybrid dapat menjadi solusi yang lebih andal dan ramah lingkungan untuk memenuhi kebutuhan energi masyarakat, mengurangi ketergantungan pada energi fosil, dan mendukung transisi menuju energi terbarukan di Indonesia.
Sumber: Jurnal
Penulis: Annifa Umma’yah Bassiroh
