PLTS sistem 3.7 volt, gimana mekanisme nya?
Membuat PLTS membutuhkan biaya yang cukup mahal, tidak semua orang mampu membangun sistem PLTS mereka sendiri. Dibandingkan investasi PLTS harga listrik PLN jauh lebih murah di bandingkan membangun sistem PLTS sendiri.
Jika harga listrik 2500/Kwh, dan semalaman pemakaian 100 watt untuk penerakan selama 6 jam. 100x6=600Wh/1000=0.6Kwh x 2500 = Rp 1500. Artinya dalam satu malam, kita hanya mengeluarkan uang 1500 rupiah untuk penerangan dengan daya konsumsi 100 watt selama 6 jam.
Dengan listrik PLN 1-2 Kwh sudah bisa di manfaatkan untuk kebutuhan memasak, penerangan, dan sebagainya. Sementara itu, dengan listrik PLTS untuk mendapatakan 1Kwh lumayan sulit. Baterai 100Ah, 12 volt energinya cuma 1.2Kwh, cukup kecil kan? Untuk memenuhi kebutuhan di butuhkan baterai dengan kapasitas yang lebih besar atau menggunakan kombinasi tegangan yang lebih tinggi.
Untuk menghemat anggaran pengekuaran, ada baiknya membuat PLTS untuk sistem penerangan miniatur saja. Sistem penerangan miniatur ini cukup digunakan untuk menerangi ruangan. Dengan menggunakan lampu LED 13 watt.
Adapun bahan-bahan yang di butuhkan adalah, baterai lihtium iron phospate atau bisa di ganti dengan baterai lithium ion polymer dengan kapasitas 6000mAh. 6000/13 = 462 menit ( 7 jam ). Untuk mendapatkan penerangan cahaya yang lebih lama di butuhkan 2x 6000mAh atau bisa juga dengan meredupkan lampu led sehingga energi yang di pakai hanya 60%.
Untuk menghilangkan rugi daya, dalam sistem istallasi lampu led dan mencegah terjadinya panas berlebihan. Kedua buah baterai bisa di rangkai secara seri, sehingga mendapatkan tegangan output baterai 6.4 volt. Gunakan step down LM2596 untuk menurunkan tegangan baterai dan mengatur tegangan dan menghilangkan prinsip rugi daya pada jalur transmisi.
biasanya pada kabel panjang lebih dari 2 meter pada jarak baterai, tegangan akan mengalami penurunan 1-3 volt akibat resistansi kabel. Kekurangan ini bisa di atasi dengan menaikan tegangan driver led. Misalnya, led dengan tegangan kerja 3.2 volt mempunyai tingkat kecerahan yang lebih terang bila di hidupkan dengan tegangan 3.6 volt.
Namun dalam perjalanan, tegangan akan mengalami penurunan akibat resistansi kabel. Sehingga tegangan listrik yang mencapai titik led akan berkurang 1 volt, jadi 2.6 volt. Karena pada driver led menggunakan stepdown LM2596, atur saja tegangan out driver jadi lebih tingggi untuk menutupi penurunan tegangan pada pengiriman.
Berapa panel surya yang di butuhkan untuk sistem penerangan 3.7 volt? Untuk menghitung berapa Watt Peak panel surya yang di butuhkan. Jumlahkan terlebih dahulu berapa besar kapasitas daya baterai dalam watt. Rumusnya adalah Kapasitas baterai (AH ) x Tegangan ( v ) = Daya ( Watt )/
Masukan ke dalam rumus, 6Ah x 6.4 = 38.4Wh. Dari perhitungan di dapatkan jumlah energi 38.4 watt hours. Kemudian hitung berapa lama durasi penyinaran matahari, ini menentukan berapa jumlah watt peak panel yang akan di gunakan. Di indonesia, penyinaran matahari rata-rata 4-5 jam, di mulai dari jam 8 pagi tergantung lokasi dan awan.
Ambil saja angka paling minimal biar baterai lebih cepat penuh dengan panel yang agak besar. Misal lama penyinaran nya adalah 4 Jam, maka 38.4Wh / 4 = 9.6 Watt. Sementara panel surya yang tersedia di pasaran adanya yang 10 WP.
10 WP dapat di gunakan untuk mengisi daya baterai dengan durasi mencapai watt peak selama 4 jam. Jika tidak yakin panel akan mendapatkan penyinaran terus menerus ( kondisi ideal ), bisa menggunakan dobel. Gunakan saja panel 20 WP, dengan 20wp di dapatkan energi sebesar 20 Watt.
Gunakan Stepdown untuk menurunkan tegangan panel surya ke tegangan penuh baterai. Pada baterai lithium ion pospate, tegangan pengisian adalah 3.65 volt per sel. Project sebelumnya menggunakan 2 buah baterai yang di seri, maka tegangan pengisian penuh adalah 7.3 volt.
Sekarang hitung berapa lama durasi pengisian jika matahari terik terus menerus. Untuk menghitungnya, gunakan rumus berikut. Jumlah WP ( watt ) / Tegangan Out = Arus ( A ). Masukan ke dalam rumus 20 Watt x 7.3 = 2.7A
Dari perhitungan sebelumnya didapatkan arus pengisian 2.7A, kurangi faktor effisiensi dari stepdown converter 80% ( 0.8). Masukan ke dalam rumus : 2.7A x 0.8 = 2.16A. Ambil angka yang mudah di hitung saja saja, arus pengisian baterai adalah 2.1A.
Gunakan rumus pengisian, Durasi = kapastias baterai / arus pengisian = Detik waktu. Masukan ke dalam rumus 6Ah / 2.1Ah = 2857 detik. Waktu yang di dapatkan masih dalam bentuk detik, kita konversikan ke menit. Rumusnya Detik / 60. Masukan ke dalam rumus 2857 detik / 60 = 47.6167 menit. Kita ambil saja angka depan 47 menit.
Dengan panel 20 Wp baterai akan penuh dalam waktu kurang dari 1 jam jika matahari panas terik. Lalu apa di butuhkan auto cuttof? Tidak perlu, untuk menjaga baterai agar bisa bertahal lebih lama kita cukup menggunakan titik keseimbangan. Dimana tegangan pengisian di atur pada kapasitas persentase baterai.
Untuk kapasitas penuh baterai adalah 7.3 volt ( 100% full charged ). Dan setelah mencapai posisi itu, arus listrik tidak akan lagi mengalir ke baterai. Hal ini terjadi karena sudah mencapai sebuah titik kesembiangan antara tegangan pengisian dengan tegangan baterai. Pengisian seperti ini di kenal juga dengan sistem pengisian floating.
Akhir dari pembahasan, dan kesimpulan dari bahasan kita kali ini adalah : Untuk membuat sistem penerangan yang menyala selama 14 jam, dengan lampu led 13 watt 3.2 volt. Di butuhkan baterai 6000mah 6.4 vot setara dengan 2x 3.2 volt, panel surya 20 Wp, dan dua buah stepdown LM2596.
Harap perhatikan, beda antara baterai lithium iron pospate ( LifePo4 ) dan Lithium Ion Polymer ( LiPo ). Baterai lifepo4 mempunyai tegangan 3.2 volt, dan tegangan penuh 3.65 volt. Sedangkan baterai Lipo mempunyai tegangan 3.7 volt dan tegangan penuh 4.1 volt.
Pastikan tegangan pengisian penuh di atur berdasarkan level tegangan penuh maksimum. Dengan toleransi 5%, agar tidak perlu capek melakukan pengukuran bisa gunakan LM2596 stepdown yang sudah di lengkapi dengan voltmeter.
Tagged : #PLTS , pada Kamis, 17 Agustus 2023 20:14 WIB
