Mana yang lebih effisien untuk PLTS, SCC PWM atau StepDown

Stepdown VS Scc PWM

Salah satu komponen paling penting dalam pembuatan PLTS adalah kontroller, kontroller ini terdiri dari berbagai jenis. Ada Solar Charger Controller, LVD Low Voltage Directiv, dan masih banyak lagi. Sollar charger controler adalah alat elektronika yang fungsinya untuk mengontrol arus pengisian ke baterai.

Panel surya mnghasilkan tegangan yang cukup tinggi yakni 12 - 48 Volt, tegangan yang terlalu tinggi dapat merusak baterai. Dengan bantuan controller, tegangan tinggi tersebut harus di turunkan atau di naikan terlebih dahulu agar sesuai dengan tegangan pengisian yang di rekomendasikan.

Ketika menggunakan baterai 12 volt, maka tegangan pengisian yang di rekomendasikan adalah 13.5 - 14.5 volt untuk baterai sealed accid, dan 14.5 - 14.8 volt untuk baterai kering jenis lifepo4. Tujuan dari pengaturan tegangan ini adalah untuk mencapai keseimbangan energi, sehingga baterai tidak akan mengalami kelebihan pengisian.

Tegangan baterai akan naik ketika pada kondisi penuh, contoh baterai lifepo4 tegangan akan naik 14.2 volt ketika baterai berada pada posisi penuh. Dengan mengatur tegangan pengisian, ini akan menciptakan keseimbangan energi. Setelah seimbang, maka arus dari panel tidak akan lagi mengalir ke baterai, karena tegangan mereka sudah hampir sama rata.

Sistem ini di namakan cuttoff. Sistem cuttoff sebenarnya tidak begitu sulit untuk di tebak, tidak seperti mengendalikan saklar. Tapi didapatkan dengan mengatur tegangan pengisian sama dengan tegangan penuh baterai. Pada saat pengisian berjalan, setelah penuh baterai tidak di cuttoff. Tapi di isi daya dengan metode floating.

Pengisian floating adalah teknik untuk mempertahankan kondisi baterai tetap penuh 100%, dan mempertahankan energi agar tidak hilang. Baterai mempunyai siklus kehilangan energi sendiri, namun relatif kecil. Pengisian float dapat digunakan dengan aman dan tidak mempengaruhi umur baterai. Dengan catatan, harus mengatur tegangan penuh ke level batas maksimal 80-90%.


StepDown Buck Converter

Stepdown jenis buck conveter menggunakan mekanisme switching untuk menurunkan tegangan listrik dari yang lebih tinggi ke yang lebih rendah. Arus listrik dari tegangan yang lebih tinggi, di umpankan ke mosfet driver. Kemudian, mosfet driver di kendalikan oleh IC PWM Controller Buck converter.

Arus listrik tersebut di isolasikan ke dalam induktor. Induktor kemudian menghasilkan medan magnet, dan meng-induksi kembali lilitan yang di gunakan. Hasilnya berupa listrik AC dengan frekuensi yang sangat tinggi. Listrik AC ini kemudian di searahkan menggunakan dioda rectifier MBR.

Buck converter mempunyai mekanisme untuk mengatur rentang arus yang mengalir serta output tegangan yang akan di gunakan. IC Controller mengatur duty cycle (rasio antara waktu terval pada saat transistor aktif dan non-aktif) dari saklar semikonduktor (biasanya MOSFET) yang terhubung pada sirkuit. Ini mempengaruhi berapa lama saklar semikonduktor dalam posisi terbuka (aktif), memungkinkan arus mengalir ke beban, dan seberapa lama dalam posisi tertutup (non-aktif), menghentikan aliran arus.


Solar Charge Controller berbasis PWM

Cara kerjanya hampir sama dengan stepdown, tapi di sini tidak menggunakan induktor/coil. Transistor mosfet di gunakan secara langsung dan di kontrol oleh IC MCU, ic ini bertugas menghasilkan frekuensi untuk mengendalikan gerbang mosfet.

Sehingga bisa memperoleh tegangan yang di inginkan. Kelemahan dari sistem SCC PWM adalah pengereman, scc pwm tanpa di beri beban baterai arus keluaran pada mosfet akan sangat tinggi. Hal ini terjadi karena tidak ada nya pembatas yang membatasi / mengisolasi tegangan input dari panel surya.

Listrik yang di keluarkan oleh SCC PWM tidak lebih stabil dibandingkan stepdown, arus nya naik turun. Tak heran jika kamu memasang lampu pada bagian scc akan terlihat lampu tersebut menyala kedip-kedip. Ini adalah output tidak stabil dari scc pm, yang dimana mosfet melakukan buka tutup switching tanpa induksi.

Effisiensi dari solar charger controller berbasis PWM tergantung seberapa banyak jumlah mosfet yang di pasang. Semakin banyak jumlah mosfet, semakin besar arus listrik yang di alirkan. Tapi, scc modelan PWM sering mengalami masalah di bagian cuttoff. Karena scc PWM tidak secara langsung menurunkan tegangan.


Experiment pengujian SCC PWM VS Step Down dengan Trafo 3A

Dalam pengujian keduanya mempunyai effisiensi yang sama. Dengan catatan stepdown buck converter hanya dapat mengalirkan arus maksimal 20A sedangkan scc pwm mampu mengalirkan arus hingga maksimum 30A.

Arus real yang didapatkan dari pengukuran hampir sama. SCC PWM sulit menghasilkan angka yang tepat, angka paling tinggi yang didapat adalah 4.5A 13 volt, sedangkan stepdown angka relativ stabil 3.9A 13 volt. Keunggulan dari SCC pwm, punya safety dan dapat mengatur tegangan baterai penuh mau 80% atau 100%.

Sedangkan SCC controller sangat bergantung pada MCU controller, dan sering fail atau gagal. MCU Controller membaca tegangan baterai apabila sudah mencapai titik yang di tentukan maka pengisian bisa berhenti. SCC tidak berhenti bekerja, tapi mcu mengurangi duty cyle pengiriman arus listrik akan jadi lebih kecil.


Kesimpulan : Semua alat yang di coba mempunyai effisiensi yang relatif sama, tapi stepdown effisiensinya bergantung pada tingkat input. Semakin tinggi tegangan input akan semakin besar effisiensinya. Karena tegangan akan mengurangi efek panas yang timbul pada transistor mosfet.