Rancang Bangun Mppt Cuk Converter Dengan Metode Hill Climbing Pada Wind

Turbine Dengan Monitoring Iot

A. Lazif Safroni 1)

, Istiyo Winarno 2)

, Daeng Rahmatullah 3)

.

1),2)Teknik Elektro,Universitas Hang Tuah Surabaya

Jl. Arif Rahman Hakim no.150 Surabaya

Email : lazifsafroni@gmail.com

Abstract— The Wind Power Plant is a plant that utilizes

wind gusts as a source of electricity. Because the wind speed

changes with time and cannot be predicted. The solution is

obtained by a system that is able to maximize power

according to the characteristics of a wind turbine called

Maximum Power Point Tracking (MPPT). Where the

MPPT aims to maximize the output power of the generator

to be more optimal. Tracking algorithm uses Climbing Hill.

An algorithm that looks for ΔP / ΔV which is zero as a sign

of the MPP curve peak. IoT (Internet of Things) is also

applied in this study as monitoring voltage, current and

power as a monitoring system that can monitor remotely. In

this monitoring, web server technology uses internet

networks. Whereas the hardware used is Arduino Uno and

WiFi module esp8266. The MPPT Hill Climbing method

written in the study produced an average voltage during the

testing of tools for 3 days, which was 22.99 V with an

average current of 0.98 A, resulting in an average power of

22.49 W. This value can optimize power by 97.6% of the

maximum generator power and has a higher difference of

12.8% than MPPT without Hill Climbing which optimizes

power 84.8%. In this study, sending data from Arduino to

Thingspeak takes a long time because the network used is

less stable.

Keywords: Wind Turbine, Maximum Power Point

Tracking (MPPT), Hill Climbing, Internet Of Things.

Abstrak - Pembangkit Listrik Tenaga Angin (Wind Power)

adalah pembangkit yang memanfaatkan hembusan angin

sebagai sumber penghasil listrik. Dikarenakan kecepatan

angin yang berubah-ubah terhadap waktu dan tidak dapat

diprediksi besarnya. Diperoleh solusi yaitu sistem yang

mampu memaksimalkan daya sesuai karakteristik wind

turbine yang disebut Maximum Power Point Tracking

(MPPT). Dimana MPPT tersebut bertujuan untuk

memaksimalkan daya keluaran dari generator agar lebih

optimal. Algortima penjejak menggunakan Hill Climbing.

Sebuah algoritma yang mencari ΔP/ΔV yang bernilai nol

sebagai pertanda puncak kurva MPP. IOT (Internet Of

Things) juga diterapkan pada penelitian ini sebagai

monitoring tegangan, arus dan daya sebagai system

monitoring yang bisa memantau dari jarak jauh. Dalam

pemantauan ini digunakan teknologi web server

menggunakan jaringan internet. Sedangkan perangkat

keras yang dipakai arduino uno dan modul wifi esp8266.

Metode MPPT Hill Climbing yang ditulis pada penelitian

menghasilkan tegangan rata-rata selama pengujian alat

selama 3 hari yaitu 22,99 V dengan arus rata-rata 0,98 A

sehingga dihasilkan daya rata-rata 22,49 W. Nilai tersebut

dapat mengoptimalkan daya sebesar 97,6% dari daya

maksimum generator dan memiliki selisih lebih tinggi

12,8% dari MPPT tanpa Hill Climbing yang

mengoptimalkan daya 84,8%. Pada penelitian ini

pengiriman data dari arduino ke Thingspeak

membutuhkan waktu yang agak lama karena jaringan yang

dipakai kurang stabil.

Keywords: Wind Turbine, Maximum Power Point

Tracking (MPPT), Hill Climbing, Internet Of Things.

I. PENDAHULUAN

Pembangkit Listrik Tenaga Angin (Wind Power)

adalah pembangkit yang memanfaatkan hembusan angin

sebagai sumber penghasil listrik. Pemanasan global yang

semakin hari semakin mengancam, manusia mulai

mencari pembangkit energi dengan bahan bakar

alternatif. PLTMH (Pembangkit Listrik Mikro Hidro)

yang memanfaatkan aliran air sungai dan air terjun yang

cukup banyak ditemukan di Indonesia, PLTS

(Pembangkit Listrik Tenaga Surya) menjadi opsi

terdepan dalam memanfaatkan letak geografis Indonesia

sebagai sumber energi alternatif, dengan kecepatan angin

yang cukup tinggi, angin bisa dimanfaatkan sebagai

backup power supply untuk rumah tangga [1].

Ada beberapa factor yang mempengaruhi untuk kerja

pembangkit tenaga angin. Salah satunya adalah

ketidakstabilan tegangan, daya output, dikarenakan

kecepatan angin yang berubah-ubah terhadap waktu dan

tidak dapat diprediksi besarnya. Jika tegangan yang

dihasilkan tidak stabil, maka akan menimbulkan

kerusakan pada beban. Untuk itu pembangkit tenaga

angin perlu sistem kendali untuk menjaga ketidakstabilan

dan mengontrol kinerja pembangkit saat beroperasi.

Pengendalian system turbin angin dapat dilakukan

dengan torque control, speed control dan power control

[2].

Pada penelitian sebelumnya oleh Febriansah (2016),

yang berjudul Rancang Bangun Maximum Power Point

Tracking Menggunakan buck Converter Dengan Metode

Hill Climbing. Buck conveter merupakan sistem MPPT

yang optimum, jika menggunakan metode hill climbing

hanya untuk diimplementasikan pada sistem distribusi

daya rendah. Dikarenakan prinsip dari buck converter

yang merupakan converter step down.

Untuk mengembangkan penelitian sebelumnya pada

penelitian ini akan dibuat Cuk converter menggunakan

metode Hill Climbing untuk dapat meningkatkan nilai

optimal pada output dari generator. dc-dc konverter Cuk

dipilih karena ripple arus input sangat kecil sehingga

didapatkan Kurva I-V yang akurat, tegangan beban sama

dengan tegangan sumber, pengurangan electromagnetic

Interference (EMI) dikarenakan rendahnya input ripple

arus dari generator, dan kecilnya kapasitansi yang

dibutuhkan untuk mengatasi ripple arus. Data kurva I-V

ISSN: 2085-6350 Yogyakarta, 24-25 Juli 2019 CITEE 2019

132 Departemen Teknik Elektro dan Teknologi Informasi, FT UGM

ini nantinya untuk mengatur duty-cycle dari switch

konverter sehingga resistansi input converter sama

dengan resistansi ekivalen dari generator. Maka

berdasarkan latar belakang yang telah diungkapkan

diatas, pada penelitian ini dikembangkan sebuah optimasi

menggunakan metode Hill Climbing yang tertanam pada

mikrokontroller Arduino. Sehingga dihasilkan sistem

yang dapat meningkatkan nilai optimum pada output

generator. Dari penelitian yang telah dilakukan sistem ini

dapat menghasilkan daya yang lebih optimal sebesar 97,6

%. Nilai tersebut didapatkan dari daya data rata-rata

sebesar 22,49 Watt dibagi dengan daya maksimum

generator sebesar 23,04 Watt yang selanjutnya dikalikan

100%. Nilai tersebut lebih tinggi 12,8% dibanding

menggunakan Maximum Power Point Tracking (MPPT)

tanpa Hill Climbing yang mengoptimalkan daya sebesar

84,8 %, dari daya meksimum generator.

II. DASAR TEORI

A. Kincir angin

Kincir angin merupakan sebuah alat yang digunakan dalam Sistem Konversi Energi Angin (SKEA). Kincir angin berfungsi merubah energi kinetik angin menjadi energi mekanik berupa putaran poros. Putaran poros tersebut kemudian digunakan untuk beberapa hal sesuai dengan kebutuhan seperti memutar dinamo atau generator untuk menghasilkan listrik. Desain dari kincir angin sangat banyak macam jenisnya, berdasarkan bentuk rotor, kincir angin dibagi menjadi dua tipe, yaitu kincir angin sumbu horizontal (horizontal axis wind turbine) dan turbin angin sumbu vertikal (vertical axis wind turbine) [3].

B. Generator Magnet Permanen

Desain dari generator magnet permanen sendiri

dirancang secara khusus karena mempertimbangkan

energi utama yang dikonversi adalah energi angin.

Dibutuhkan rpm rendah untuk memutar generator magnet

permanen supaya menghasilkan listrik. Fluksi magnet

yang dibutuhkan untuk pembangkitan energi listrik

didapat dari magnet permanen, maka generator tidak

memerlukan proses exitasi pembangkitan sehingga

efisiensi penggunaan energi listrik untuk dimanfaatkan

sebagai suplai beban sangat baik [4].

Gambar 1. Generator magnet permanen

C. Maximum power point tracking (MPPT)

Maximum power point tracking (MPPT) merupakan

sebuah teknik atau metode yang digunakan pada

kontroler charger yang biasanya digunakan pada

pembangkit tenaga angin, dan solar cell dimana berfungsi

untuk memaksimalkan daya keluaran bagi sistem

tersebut. Penerapan MPPT pada generator termoelektrik

menyesuaikan beban virtual pada modul termoelektrik

atau beban internal pada modul dengan cara merubah

duty cycle pada modul converter. Untuk solar cell

memiliki konfigurasi yang berbeda. Pada umumnya tipe

dasar yaitu dimana daya dari panel surya dikontrol

menggunakan kontroler dan diteruskan ke batrai,

kemudian di inverter kan dan dapat di teruskan ke jala-

jala PLN. Algoritma MPPT akan mencari titik

maksimum daya yang dihasilkan oleh generator

termoelektrik. Dengan cara menyesuaikan perubahan

arus, tegangan, daya maka MPPT akan dapat menentukan

titik kerja maksimum dengan mengatur konverter melalui

duty cycle. Sehingga generator jauh lebih efisien

dibanding dengan tanpa MPPT [5].

D. Algoritma Hill Climbing

Algoritma Hill Climbing merupakan salah satu

metode MPPT yang sangat mudah untuk

diimplementasikan. Perancangan MPPT ini

membutuhkan dua parameter untuk menentukan slope

yaitu tegangan input konverter (VIN) dan arus input

konverter (IIN), dua parameter ini akan dikombinasikan

dan menghasilkan daya input konverter (PIN). Dari dua

parameter ini didapatkan Daya (PIN), dan tegangan

(VIN), maka dibandingkan dengan parameter pembacaan

data yang sebelumnya yaitu PIN(n-1) dan VIN(n-1).

Hasil perbandingan itu didapatkan ∆P dan ∆I.

Gambar 2. Posisi ∆P / ∆V yang berbeda pada kurva daya

Gambar diatas salah satu kurva P-V yang

mempresentasikan dasar dari metode algoritma hill

climbing. MPP menunjukkan daerah dengan sinyal nol,

yang menunjukkan nilai maksimum yang baru dan

sebaliknya, jika nilai sinyal (slope) negatif, maka

tegangan akan turun.

Arah slope ditentukan dengan perabandingan ∆P dan

∆V. Dengan karakteristik dari cuk konverter didapatkan

ketetapan arah dari duty cycle. Bila hasil perbandingan

(slope) itu jika menghasilkan nilai positif maka nilai

tegangan ditambah dan bila menghasilkan nilai negatif

maka nilai nilai tegangan dikurangi. Pada nilai tegangan

apabila duty cycle dikurangi maka tegangan akan

bertambah dan apabila duty cycle dikurangi maka

tegangan akan berkurang. Dengan menentukan slope

maka didapatkan referensi duty cycle yang baru.

CITEE 2019 Yogyakarta, 24-25 Juli 2019 ISSN: 2085-6350

Departemen Teknik Elektro dan Teknologi Informasi, FT UGM 133

E. Internet of Things

Internet of Things atau dikenal juga dengan singkatan

IoT, merupakan sebuah konsep yang bertujuan untuk

memperluas manfaat dari konektivitas internet yang

tersambung secara terus-menerus. Adapun kemampuan

seperti berbagi data yang semuanya tersambung ke

jaringan lokal dan global melalui sensor yang tertanam

dan selalu aktif. Pada dasarnya Internet of Things

mengacu pada benda yang dapat diidentifikasikan secara

unik sebagai representasi virtual dalam struktur berbasis

Internet.

Namun IOT bukan hanya terkait dengan pengendalian

perangkat melalui jarak jauh, tapi juga bagaimana

berbagi data, memvirtualisasikan segala hal nyata ke

dalam bentuk internet, dan lain-lain. Internet menjadi

sebuah penghubung antara sesama mesin secara otomatis.

Selain itu juga adanya user yang bertugas sebagai

pengatur dan pengawas bekerjanya alat tersebut secara

langsung. Manfaatnya menggunakan teknologi IoT yaitu

pekerjaan yang dilakukan oleh manusia menjadi lebih

cepat, muda dan efisien [6].

III. PERANCANGAN PENELITIAN

A. Perancangan Sistem

Pada gambar di bawah dapat dijelaskan bahwa proses

perancangan sistem turbin angin dengan MPPT

menggunakan metode Hill Climbing dilakukan dengan

menggunakan turbin angin sebagai penggerak rotor pada

generator, daya keluaran dari generator disearahkan

dengan menggunakan rectifier. Rangkaian Cuk converter

digunakan untuk mengatur besar kecilnya tegangan.

sensor tegangan dan sensor arus digunakan sebagai

parameter untuk mengontrol MPPT sehingga keluaran

daya pada Cuk converter menghasilkan daya maksimum.

Data tegangan dan arus yang sudah dibaca oleh sensor,

akan dikirim ke arduino dan akan diolah pada modul wifi

Eps8266 sebagai alat monitoring berbasis internet dari

jarak jauh.

Gambar 3. Diagram sistem MPPT dengan IoT pada

turbin angin

B. Perancangan Metode

Metode Hill Climbing hampir sama dengan metode

pembangkitan & pengujian (Generate and Test), Hill

Climbing adalah proses pengujian yang dilakukan dengan

menggunakan fungsi heuristik. Pembangkitan keadaan

berikutnya sangat tergantung pada feedback dari prosedur

pengetesan. Tes yang berupa fungsi heuristik ini akan

menunjukkan seberapa baiknya nilai terkaan yang

diambil terhadap keadaan-keadaan lainnya yang

mungkin. Metode Hill climbing merupakan variasi dari

depth-first search. Dengan metode ini, eksplorasi

terhadap keputusan dilakukan dengan cara depth-first

search dengan mencari path yang bertujuan menurunkan

cost untuk menuju kepada goal/keputusan. Yaitu dengan

selalu memilih nilai heuristik terkecil.

Gambar 4. Flowchart algoritma Hill Climbing

Dengan menggunakan metode Hill Climbing sebagai

algortima yang diprogramkan kedalam arduino uno untuk

mengontrol cuk converter. Implementasi Hill Climbing

pada Maximum Power Point Tracking, yaitu dibutuhkan

dua parameter inti yaitu tegangan input V(k )dan arus

input I(k) dari generator. Daya P(k) dapat diketahui

dengan mengalikan dua parameter tersebut. Inti tracking

dari metode ini adalah menghitung slope dari respon

kurva P/V. Untuk mendapatkan nilai slope pada kurva

P/V yaitu dengan membandingkan nilai daya sekarang

P(k) dengan daya sebelumnya P(k-1).

( ) ( ) ( ) (1)

( ) ( )

( ) (2)

Nilai S dibutuhkan untuk menentukan besar kecilnya

nilai D yang digunakan sebagai switching transistor.

Untuk mempercepat proses trecking titik daya maksimum

perlu penambahan perhitungan perubahan step tegangan

setiap perubahan daya. Sehingga dengan

diperhitungkannya perubahan step tegangan dapat

mempercepat respon pencarian titik maksimum daya.

Dalam metode Hill Climbing diperlukan parameter

menghitung nilai slope yaitu parameter perubahan step

ISSN: 2085-6350 Yogyakarta, 24-25 Juli 2019 CITEE 2019

134 Departemen Teknik Elektro dan Teknologi Informasi, FT UGM

daya terhadap waktu (dP(k)) dan perubahan step

tegangan terhadap waktu (VP(k)).

( ) ( ) ( ) (3)

( ) ( ) ( ) (4)

Nilai slope didapat dari perbandingan perubahan step

daya terhadap waktu dengan perubahan tegangan

terhadap waktu.

( ) ( )

( ) (5)

C. Cuk Converter

Cuk converter merupakan salah satu jenis rangkaian

converter penaik atau penurun tegangan yang memiliki

karakteristik seperti rangkaian buck-boost. Hasil keluaran

tegangan output mempunyai polaritas yang terbalik

dengan tegangan input. Desain converter yaitu

menentukan parameter tegangan input, frekuensi

switching, faktor ripple arus dan tegangan, serta daya.

Desain parameter awal ini bertujuan untuk menentukan

nilai dari beban, induktor dan kapasitor. Desain awal

ini juga ditinjau dari alat yang ada di laboratorium dan

kondisi komponen yang ada di pasaran. Sehingga akan

mempermudah dalam melakukan implementasi ini.

Gambar 5. Rangkaian Simulasi Cuk converter

D. Sensor Arus

Pada penelitian ini Sensor arus yang digunakan

adalah sensor arus jenis ACS712. Sensor arus digunakan

untuk membaca besarnya arus baik dari sisi input

maupun output pada rangkaian cuk konverter. Tipe

sensor ACS 712 ELC-5A yang memiliki rating

pembacaan ACS712. Pada data sheet IC ACS 712 dapat

dilihat bahwa hasil pembacaan dari sensor arus berupa

tegangan DC dengan arus maksimal 5 A yang digunakan

untuk memonitor arus luaran generator dan luaran cuk

konverter.

E. Perencanaan Sistem monitoring

Perencanaan Sistem dan rancangan sistem monitoring

arus dan tegangan pada wind turbine berbasis IoT, dalam

perancangan alat ini memiliki beberapa spesifikasi

diantaranya yaitu perancangan perangkat keras,

perancangan perangkat lunak di mana kedua bagian

tersebut saling terintegrasi satu sama lain. Sensor

digunakan untuk menghasilkan data yang nantinya akan

diolah oleh arduino UNO R3 untuk menampilkan data

yang telah dibaca oleh sensor tegangan dan sensor arus

ACS712. Setelah mendapatkan nilai dari sensor tegangan

dan sensor arus ACS712. Data akan dikirim oleh arduino

UNO R3 menuju modul esp8266 melalui komunikasi

serial. Data sensor tegangan dan sensor arus ACS712

akan dijadikan input yang nantinya akan diolah oleh

modul esp8266. Modul esp8266 akan meneruskan data

yang telah didapat ke internet sehingga data dapat

dimonitoring secara online dengan bantuan perangkat

tambahan yang bernama thingspeak. Thingspeak

merupakan sebagai penyedia jasa untuk layanan IoT yang

dapat mengupload data sensor sebagai data pribadi atau

data public data tersebut akan di tampilkan secara grafik.

F. Sensor Tegangan

Sistem converter pada penelitian ini membutuhkan

masukan berupa tegangan. Maka dari itu, digunakan

rangkaian elektrik yang dirancang agar dapat membaca

nilai tegangan pada keluaran panel surya berupada

voltage divider. Voltage divider merupakan rangkaian

berupa resistor yang disusun seacara seri dengan

perbandingan resistansi tertentu. Dari karakteristik

generator , tegangan keluaran generator berkisar antara

3.2 volt hingga 26 volt. Dari nilai tegangan seperti itu,

maka resistansi yang digunakan adalah 10K Ohm dengan

1K Ohm untuk menghasilkan tegangan 0 volt – 5 volt

sebagai pembacaan ADC pada mikrokontroler. Untuk

dapat melihat pembacaan linearitas rangkaian sensor,

pengujian sensor dilakukan dengan regulator DC untuk

mengubah masukan tegangan voltage divider.

Gambar 6. Rangkaian Pembagi Tegangan

CITEE 2019 Yogyakarta, 24-25 Juli 2019 ISSN: 2085-6350

Departemen Teknik Elektro dan Teknologi Informasi, FT UGM 135

G. Pembuatan Keseluruan sistem

Pada tahap pembuatan alat ini dibutuhkan untuk

menentukan komponen-komponen yang digunakan

dalam penelitian. Perangkat keras alat kontrol generator

dengan teknik MPPT dengan sistem monitoring terdiri

dari rangkaian cuk converter, Arduino Uno, powersupply,

sensor tegangan, sensor arus, LCD, dan modul wifi

esp8266. Rangkaian cuk converter mengunakan

komponen yang sesuai dengan besar tegangan dan arus

keluaran dari generator.

Gambar 7. Rangkaian Alat Kontrol generator

Keterangan :

1. LCD 20x4

2. Arduino

3. Power Suplly

4. Sensor arus, sensor tegangan, dan Modul

wifi Esp 8266

5. Switching

6. Cuk Converter

IV. ANALISIS PENELITIAN

A. Pengujian input tegangan sumber

Pengujian ini dilakukan untuk membandingkan input

tegangan sumber dc dengan mengggunakan osiloskop

untuk melihat bentuk gelombang sinyal listrik dengan 3

sumber yang berbeda:

Tabel 1. Hasil pengujian input tegangan sumber

Baterai Power Supply Generator

Vmax 10.2 V 13.4 V 13.8 V

Vmin 9.20 V 12.0 V 11.4 V

Vpp 1.00 V 1.40 V 2.40 V

Dari ketiga hasil pengujian diatas dapat disimpulkan

bahwa bentuk gelombang sinyal keluaran dari generator

belum begitu linier jika dibandingkan dengan tegangan

dari baterai dan power supply. Bisa dilihat dari hasil Vpp

generator paling tinggi jika dibandingkan dengan Vpp

baterai dan Vpp power supply.

B. Pengujian Generator Dengan Diode Dan Capasitor

Pada percobaan generator kali ini dilakukan dengan

menambahkan diode dan kapasitor untuk membuat

bentuk gelombang sinyal lisrik agar lebih linier.

Gambar 8. Pengujian generator dengan penambahan

diode dan capasitor

Dari hasil percobaan diatas dapat dilihat

perbedaannya jika tidak menggunakan diode dan

capasitor hasil tegangan max 13.8V, tegangan min 11.4V,

Vpp 2.40V nilai Vpp masih cukup tinggi. Setelah

ditambah diode dan capasitor hasil tegangan max 16.6V,

tegangan min 15.4V, Vpp 1.20V hasilnya Vpp setelah

ditambah diode dan capasitor hampir mendekati nilai

Vpp dari baterai.

Gambar 9. setelah penambahan diode dan capasitor

Gambar 10. tanpa diode dan capasitor

C. Pengujian Nilai Daya Maksimum

Pada pengujian daya menggunakan MPPT dilakukan

dengan dua cara yaitu dengan membandingkan

menggunakan maximum power point tracking Hill

Climbing dan maximum power point tracking tanpa Hill

Climbing.

D. Pengujian Nilai Daya Maksimum MPPT Tanpa HC

Pada pengujian nilai daya maksimum ini dilakukan

dengan menggunakan motor induksi yang dikontrol

dengan VSD dengan kecepatan putaran yang sudah

disesuaikan dengan kecepatan angin disekitar. Pada

ISSN: 2085-6350 Yogyakarta, 24-25 Juli 2019 CITEE 2019

136 Departemen Teknik Elektro dan Teknologi Informasi, FT UGM

pengujian ini menggunakan beban resistor 10Ohm

10Watt.

Tabel 2. Hasil pengujian MPPT tanpa HC

NO Kecepatan Vin MPPT Tanpa Metode HC

Vout Arus Daya

1 659 21,27 23.14 0.82 18.38

2 420 15.02 22.42 0.56 12.62

3 330 11.25 22.54 0.66 15.19

4 487 16.08 23.01 0.54 12.50

5 290 9.55 23.15 0.63 14.58

6 490 16.11 23.13 0.55 13.11

7 282 8.9 22.88 0.76 17.29

8 326 11.2 23.12 0.66 15.25

9 439 14.75 22.71 0.75 17.03

10 423 13.76 22.98 0.77 17.69

Dari percobaan diatas menunjukan hasil output daya

maksimum berada pada kecepatan 659, daya yang

dihasilkan tanpa metode Hill Climbing cenderung ledih

rendah.

E. Pengujian Nilai Daya Maksimum Dengan MPPT HC

Pada pengujian nilai daya maksimum ini dilakukan

dengan menggunakan motor induksi yang dikontrol

dengan VSD dengan kecepatan putaran yang sudah

disesuaikan dengan kecepatan angin disekitar. Pada

pengujian ini menggunakan beban resistor 10Ohm

10Watt.

Tabel 3. Hasil pengujian MPPT dengan HC

NO Kecepatan Vin

MPPT Dengan Metode

HC

Vout Arus Daya

1 659 21,27 23.42 1.02 23.87

2 420 15.02 22.54 1.02 22.99

3 330 11.25 23.01 0.98 22.55

4 487 16.08 23.15 0.95 21.99

5 290 9.55 23.14 0.98 22.68

6 490 16.11 23.84 0.94 22.41

7 282 8.9 22.75 0.99 22.52

8 326 11.2 23.11 0.97 22.42

9 439 14.75 22.71 1.01 22.94

10 423 13.76 22.98 0.97 22.29

Dari percobaan diatas menunjukan hasil output daya

maksimum berada pada kecepatan 659, daya yang

dihasilkan menggunakan metode Hill Climbing ledih

tinggi dibandingkan dengan tanpa metode Hill Climbing.

F. Hasil analisa Penelitian

Dari percobaan yang dilakukan dengan kecepatan

generator 267 – 691 Rpm, generator menggunakan

MPPT tanpa metode Hill climbing maka didapatkan daya

rata-rata sebagai berikut:

= 14.25 watt

Sedangkan pada generator menggunakan MPPT

dengan metode Hill climbing didapatkan daya rata-rata

sebagai berikut:

= 22.49 watt

Dari analisa diatas maka didapatkan rumus

pengoptimalan daya sebagai berikut:

Dari pengambilan data selama 3 kali percobaan

menggunakan Maximum Power Point Tracking tanpa

metode Hill climbing mampu mengoptimalkan daya

sebagai berikut :

Sedangkan menggunkan kontroler Maximum Power

Point Tracking metode Hill climbing mampu

mengoptimalkan daya sebagai berikut :

Sehingga menggunakan kontroler Maximum Power

Point Tracking metode Hill Climbing menaikan daya

yang lebih optimal dibanding Maximum Power Point

Tracking tanpa metode Hill Climbing dengan selisih 12,8

%.

G. Hasil Pengujian Sistem Monitoring

Untuk mengetahui sistem yang bekerja pada alat,

maka dilakukan pengujian pada alat monitoring, dimana

pengujian dilakukan di Gedung Growth Center

Universitas Hang Tuah Surabaya untuk mengetahui

kondisi output dari Cuk Converter. Sensor bekerja

membaca data Setelah itu data yang sudah direkam lalu

dikirimkan ke mikrokontroller Arduino Uno dan

ditransfer ke modul ESP8266 melalui serial port yang

terhubung ke jaringan WIFI, yang selanjutnya dikirimkan

ke server yang bisa di monitor dengan smartphone yang

disediakan oleh website Thingspeak. Data yang sudah

terekam bisa diunduh lewat server Thingspeak dengan

format .CSV dalam bentuk angka sehingga dapat di

analisa tingkat akurasi alat instrumentasi.

CITEE 2019 Yogyakarta, 24-25 Juli 2019 ISSN: 2085-6350

Departemen Teknik Elektro dan Teknologi Informasi, FT UGM 137

Gambar 11. Hasil pengujian Thingspeak

V. KESIMPULAN

1. Daya yang dihasilkan oleh generator 40W dapat

dioptimalkan oleh Maximum Power Point Tracking

(MPPT) Hill Climbing sebesar 97,6 %. Nilai

tersebut didapatkan dari daya data rata-rata sebesar

22,49 Watt dibagi dengan daya maksimum

generator sebesar 23,04 Watt yang selanjutnya

dikalikan 100%. Nilai tersebut lebih tinggi 12,8%

dibanding menggunakan Maximum Power Point

Tracking (MPPT) tanpa Hill Climbing yang

mengoptimalkan daya sebesar 84,8 %

2. Menggunakan Maximum Power Point Tracking Hill

Climbing Menghasilkan Daya Yang Lebih Besar

Dibanding Maximum Power Point Tracking Tanpa

Hill Climbing. Karena Tegangan Referensi Diambil

Dari Karakteristik Generator Yaitu 23,84 Volt,

Tetapi Memberikan Efek Pada Proses Charging

Baterai Yaitu Cepat Panas Dan Memperpendek

Umur Dari Baterai. Oleh Sebab Itu Maximum

Power Point Tracking Hill Climbing Tidak Cocok

Digunakan Secara Langsung Pada Proses Charging

Baterai.

3. Perancangan Alat Monitoring Berbasis Internet Of

Thing (Iot) Dapat Memonitoring Tegangan, Arus,

Dan Daya Secara Online Dan Mampu Bekerja

Secara Realtime Yang Dapat Terhubung Ke

Smartphone.

4. Berdasarkan dari hasil pengujian, alat kurang

bekerja dengan baik. Karena saat pengiriman data

ke web server membutuhkan jaringan yang lebih

stabil, agar alat dapat bekerja dengan baik.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Dion, Mas, Iswahyudi. 2016. Rancang Bangun Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Angin dengan Vertical-Axis Wind Turbin. e-Proceeding of Engineering. Vol.3, No.1, Page 124.

[2] Ungu P. 2010. Pengembangan Simulasi Dan Uji Kinerja Pengendali PI Sistem Kendali Daya Pada Pembangkit Listrik Tenaga Bayu.

[3] Yusuf, Chorul. 2015. Rancang Bangun Kincir Angin Sumbu Vertikal Pembangkit Tenaga Listrik Portabel. Seminar Nasional Sains dan Teknologi Terapan III.

[4] Yusuf, Chorul. 2016. Rancang Bangun Generator Magnet Permanen Untuk Pembangkit Tenaga Listrik Skala Kecil Menggunakan Kincir Angin Savonius Portabel. Jurnal Ilmiah SETRUM – Volume 5, No.2.

[5] Azmy, Achmad Ulul, Sumardi, and Munawar Agus Riyadi. 2015. Sistem Tracking Panel Surya Untuk Pengoptimalan Daya Menggunakan Metode Kontrol Self-Tuning Pid Dengan Jst Jenis Perceptron. Jurnal UNDIP. Universitas Diponegoro.

[6] Yuliasyah, Hary. 2016. Uji Kinerja Pengiriman Data Secara Wireless Menggunakan Modul ESP8266 Berbasis Rest Architecture. Jurnal Rekayasa dan Teknologi Elektro. Institut Teknologi Sumatera.

ISSN: 2085-6350 Yogyakarta, 24-25 Juli 2019 CITEE 2019

138 Departemen Teknik Elektro dan Teknologi Informasi, FT UGM