Perancangan dan Simulasi Chopper Buck Boost pada Aplikasi Pembangkit Listrik Tenaga Angin

Sari

Abstrak

Kecepatan angin berfluktuasi dengan kecepatan tak tentu, mempengaruhi putaran rotor generator, menghasilkan tegangan keluaran yang tidak stabil. Hal ini menyebabkan tegangan keluaran tidak dapat dimanfaatkan secara maksimal. Konverter adalah rangkaian elektronika daya berfungsi mengubah nilai tegangan dc menjadi lebih kecil atau lebih besar. Chopper buck-boost merupakan konverter yang mampu meregulasi tegangan dengan daerah kerja yang lebih luas. Pada penelitian ini akan dilakukan perancangan dan simulasi sebuah sistem pembangkit listrik tenaga angin dengan spesifikasi ketinggian tower 30 m, radius blade 6 m, dan densitas udara 1,23 kg/m³, menggunakan generator sinkron 3 fasa 8,5 kW. Tegangan line to line keluaran generator disearahkan dengan rectifier bridge 6 pulsa, kemudian tegangan dc diregulasi dengan chopper buck-boost sehingga menghasilkan tegangan konstan yang diinginkan. Rentang input konverter adalah 50 V-100V. Kecepatan angin nominal yang digunakan adalah 5,113 m/s. Pada kecepatan angin tersebut, tegangan line to line keluaran generator adalah 80 V, tegangan dc 132,4 V, duty cycle buck 78%, duty cycle boost 0%. Pada kondisi ini, konverter berfungsi sebagai chopper buck. Sedangkan keluaran chopper buck boost adalah 102,3 V dari tegangan konstan yang diinginkan 100 V.

 

Kata kunci: Angin, Tegangan dc, Chopper Buck-Boost, Duty Cycle, Tegangan Konstan.

Abstract

Indefinitely fluctuative wind speeds will affect the speed frequency of rotor generator, so as generates the unstable output voltage. This causes the generator output voltage can not be fully utilized. Converters are power electronics circuit. It converts dc voltage into smaller or larger value. Chopper Buck-Boost is able to regulate the voltage with a wider working area. This research was designing and simulating a wind power generation system with this specification, a tower 30 m in height, blade radius 6 m in length, the air density in 1,23 kg/m3, and using 3 phases 8,5 kW Permanent Magnet Synchronous Generator. Line to line output generator voltage is rectified with 6 pulses Bridge Rectifier. Then dc Voltage is regulated by Chopper Buck-Boost so as to produce a desired constant voltage. Nominal wind speed that used was 5,113 m/s. In that wind speed, the generator line to line output voltage was 80 V, 132,4 Vdc, converter served as a chopper buck with 78% duty cycle in switch 1 and the output voltage of converter was 102,3 V from desired voltage, 100 V.

Keywords: Wind, Dc voltage, Chopper Buck-Boost, Duty Cycle, Desired Constant Voltage.