Solar Charge Controller

Solar Charge Controller adalah peralatan elektronik yang digunakan untuk mengatur arus searah yang diisi ke baterai dan diambil dari baterai ke beban.
Solar charge controller mengatur overcharging (kelebihan pengisian - karena batere sudah 'penuh') dan kelebihan voltase dari panel surya / solar cell. Kelebihan voltase dan pengisian akan mengurangi umur baterai.

Solar charge controller menerapkan teknologi Pulse width modulation (PWM) untuk mengatur fungsi pengisian baterai dan pembebasan arus dari baterai ke beban.
Panel surya / solar cell 12 Volt umumnya memiliki tegangan output 16 - 21 Volt.
Jadi tanpa solar charge controller, baterai akan rusak oleh over-charging dan ketidakstabilan tegangan.

Baterai umumnya di-charge pada tegangan 14 - 14.7 Volt.
Beberapa fungsi detail dari solar charge controller adalah sebagai berikut:

• Mengatur arus untuk pengisian ke baterai, menghindari overcharging, dan overvoltage.
• Mengatur arus yang dibebaskan/ diambil dari baterai agar baterai tidak 'full discharge', dan overloading.
• Monitoring temperatur baterai

Untuk membeli solar charge controller yang harus diperhatikan adalah:

• Voltage 12 Volt DC / 24 Volt DC
• Kemampuan (dalam arus searah) dari controller. Misalnya 5 Ampere, 10 Ampere, dsb.
• Full charge dan low voltage cut

Seperti yang telah disebutkan di atas solar charge controller yang baik biasanya mempunyai kemampuan mendeteksi kapasitas baterai.  Bila baterai sudah penuh terisi maka secara otomatis pengisian arus dari panel surya / solar cell berhenti. Cara deteksi adalah melalui monitor level tegangan batere. Solar charge controller akan mengisi baterai sampai level tegangan tertentu, kemudian apabila level tegangan drop, maka baterai akan diisi kembali.
Solar Charge Controller biasanya terdiri dari : 1 input ( 2 terminal ) yang terhubung dengan output  panel surya / solar cell, 1 output ( 2 terminal ) yang terhubung dengan baterai / aki dan 1 output ( 2 terminal ) yang terhubung dengan beban ( load ).  Arus listrik DC yang berasal dari baterai tidak mungkin masuk ke panel sel surya karena biasanya ada 'diode protection' yang hanya melewatkan arus listrik DC dari panel surya / solar  cell ke baterai, bukan sebaliknya.
Charge Controller bahkan ada yang mempunyai lebih dari 1 sumber daya, yaitu bukan hanya berasal dari matahari, tapi juga bisa berasal dari tenaga angin ataupun mikro hidro.  Di pasaran sudah banyak ditemui charge controller 'tandem' yaitu mempunyai 2 input yang berasal dari matahari dan angin.  Untuk ini energi yang dihasilkan menjadi berlipat ganda karena angin bisa bertiup kapan saja, sehingga keterbatasan waktu yang tidak bisa disuplai energi matahari secara full, dapat disupport oleh tenaga angin. Bila kecepatan rata-rata angin terpenuhi maka daya listrik per bulannya bisa jauh lebih besar dari energi matahari.

Teknologi Solar Charge Controller

Ada dua jenis teknologi yang umum digunakan oleh solar charge controller:

• PWM (Pulse Wide Modulation), seperti namanya menggunakan 'lebar' pulse dari on dan off elektrikal, sehingga menciptakan seakan-akan sine wave electrical form.

• MPPT (Maximun Power Point Tracker), yang lebih efisien konversi DC to DC (Direct Current). MPPT dapat mengambil maximun daya dari PV. MPPT charge controller dapat menyimpan kelebihan daya yang tidak digunakan oleh beban ke dalam baterai, dan apabila daya yang dibutuhkan beban lebih besar dari daya yang dihasilkan oleh PV, maka daya dapat diambil dari baterai.

Kelebihan MPPT dalam ilustrasi ini: Panel surya / solar cell ukuran 120 Watt, memiliki karakteristik Maximun Power Voltage 17.1 Volt, dan Maximun Power Current 7.02 Ampere. Dengan solar charge controller selain MPPT dan tegangan batere 12.4 Volt, berarti daya yang dihasilkan adalah 12.4 Volt x 7.02 Ampere = 87.05 Watt. Dengan MPPT, maka Ampere yang bisa diberikan adalah sekitar 120W : 12.4 V = 9.68 Ampere.

Teknologi yang sudah jarang digunakan, tetapi sangat murah, adalah Tipe 1 atau 2 Stage Control, dengan relay ataupun transistor. Fungsi relay adalah meng-short ataupun men-disconnect baterai dari panel surya / solar cell.

Solar Street Light System / PJU Surya

Prinsip dasar Lampu Jalan Tenaga Surya hampir sama dengan lampu jalan konvensional. Bedanya hanya sumber listriknya yang diperoleh dari energi matahari yang telah disimpan di Battery.

Diagram diatas merupakan konfigurasi dasar dari Sistem Lampu Jalan Tenaga Surya. Modul Surya berfungsi untuk mengubah sinar matahari menjadi energi listrik DC (arus searah). Energi listrik DC ini kemudian disimpan di Battery. Tetapi penyimpanan energi ini harus diatur, tidak boleh diisi berlebihan (Over-Charged) juga tidak boleh dipakai dibebani secara berlebihan (Over-Load). Karena itu harus dipasang alat yang disebut BCR (Battery Control Regulator) yang bertugas sebagai pengatur lalu-lintas arus pada Battery dan sebagai pengamankan sistem dari kerusakan akibat hubungan pendek, Over Charged dan Over Load.

Listrik yang disimpan dalam Battery adalah arus searah (DC). Inverter mengubah menjadi arus bolak-balik (AC). Sementara untuk mengontrol hidup dan matinya lampu dapat dipakai Timer, Sensor Tegangan ataupun Sensor Cahaya Matahari (Photo Switch)


Keunggulan

1. MANDIRI
Lampu Jalan Tenaga Surya terpasang secara mandiri (Stand Alone), tidak memerlukan adanya jaringan listrik sama sekali. Sehingga lampu ini sangat tepat dipasang pada daerah-daerah terpencil atau kepulauan terpencil yang tidak terjangkau jaringan listrik, sehingga mampu menghemat biaya investasi jaringan listrik.

2. SIMPLE

Lampu Jalan Tenaga Surya memiliki desain yang simple & compact, yaitu keseluruhan sistem (kelistrikan, kontrol, dan penerangan) berada dalam tiang. Cukup dengan menghadapkan modul surya tepat kearah matahari, maka akan tersedia listrik untuk menghidupkan lampu sepanjang malam.

3. MINIM PERAWATAN

Lampu Jalan Tenaga Surya memiliki komponen-komponen yang bebas perawatan dan tahan lama. Komponen seperti Modul Surya, BCR, Inverter dan Lampu pada dasarnya tidak memerlukan perawatan. Sedangkan komponen Battery yang dipakai adalah Free Maintenance sehingga bebea perawatan selama jangka waktu tertentu.

4. TAHAN LAMA

Usia pakai Modul Surya bisa mencapai 20 tahun lebih, sementara komponen elektroniknya dapat mencapai usia pakai 5 tahun. Baterai pada kondisi normal bisa mencapai usia pakai maksimal 3 tahun.

5. JAMINAN KUALITAS
Produk Lampu Jalan ini memiliki jaminan kualitas karena dirancangan untuk memenuhi kebutuhan penerangan jalan sesuai dengan standar PUIL. Tiangnya dirancang secara kuat dan diproteksi galvanis anti karat. Semua komponen yang digunakan telah memiliki sertifikasi Nasional maupun Internasional.

Pengenalan Produk Inverter

Inverter adalah perangkat elektrik yang digunakan untuk mengubah arus listrik searah (DC) menjadi arus listrik bolak balik (AC). Inverter mengkonversi DC dari perangkat seperti batere, panel sel surya menjadi AC.
Penggunaan inverter dari dalam Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) adalah untuk perangkat yang menggunakan AC (Alternating Current).

Beberapa hal yang perlu dipertimbangkan dalam pemilihan inverter:

• Kapasitas beban dalam Watt, usahakan memilih inverter yang beban kerjanya mendekati dgn beban yang hendak kita gunakan agar effisiensi kerjanya maksimal
• Input DC 12 Volt atau 24 Volt
• Sinewave ataupun square wave outuput AC

True sine wave inverter diperlukan terutama untuk beban-beban yang masih menggunakan motor agar bekerja lebih mudah, lancar dan tidak cepat panas. Oleh karena itu dari sisi harga maka true sine wave inverter adalah yang paling mahal diantara yang lainnya karena dialah yang paling mendekati bentuk gelombang asli dari jaringan listrik PLN.

Dalam perkembangannya di pasaran juga beredar modified sine wave inverter yang merupakan kombinasi antara square wave dan sine wave.  Bentuk gelombangnya bila dilihat melalui oscilloscope berbentuk sinus dengan ada garis putus-putus di antara sumbu y=0 dan grafik sinusnya.  Perangkat yang menggunakan kumparan masih bisa beroperasi dengan modified sine wave inverter, hanya saja kurang maksimal.
Sedangkan pada square wave inverter beban-beban listrik yang menggunakan kumparan / motor tidak dapat bekerja sama sekali.

Selain itu dikenal juga istilah Grid Tie Inverter yang merupakan special inverter yang biasanya digunakan dalam sistem energi listrik terbarukan, yang mengubah arus listrik DC menjadi AC yang kemudian diumpankan ke jaringan listrik yang sudah ada.  Grid Tie Inverter juga dikenal sebagai synchronous inverter dan perangkat ini tidak dapat berdiri sendiri, apalagi bila jaringan tenaga listriknya tidak tersedia.  Dengan adanya grid tie inverter kelebihan KWh yang diperoleh dari sistem PLTS ini bisa disalurkan kembali ke jaringan listriki PLN untuk dinikmati bersama dan sebagai penggantinya besarnya KWh yang disuplai harus dibayar PLN ke penyedia PLTS, tentunya dengan tarif yang telah disepakati sebelumnya.  Sayangnya sampai sekarang ketentuan tarif semacam ini masih terus digodok seiring dengan aturan mengenai listrik swasta.

sumber

Rugi-rugi / loss yang terjadi pada inverter biasanya berupa dissipasi daya dalam bentuk panas.  Effisiensi tertinggi dipegang oleh grid tie inverter yang diclaim bisa mencapai 95-97% bila beban outputnya hampir mendekati rated bebannya.  Sedangkan pada umumnya effisiensi inverter adalah berkisar 50-90% tergantung dari beban outputnya.  Bila beban outputnya semakin mendekati beban kerja inverter yang tertera maka effisiensinya semakin besar, demikian pula sebaliknya.  Modified sine wave inverter ataupun square wave inverter bila dipaksakan untuk beban-beban induktif maka effisiensinya akan jauh berkurang dibandingkan dengan true sine wave inverter.  Perangkatnya akan menyedot daya 20% lebih besar dari yang seharusnya.

Teknologi Pemanfaat Energi Matahari

Teknologi pemanfaatan energi sinar matahari sebenarnya bukan teknologi yang baru, akan tetapi untuk beberapa kalangan, teknologi ini masih dianggap langka dan mahal. Di kalangan praktisi yang bergelut di bidang pemafaatan sumber energi, teknologi ini biasanya disebut sebagai

Teknologi Energi Terbarukan (Renewable Energy Technology)

Aplikasi teknologi ini diantaranya diterapkan pada :

Penerangan Jalan Umum Tenaga Surya (Solar Street Light System)

Penerangan Lampu Taman (Solar Garden Light System)

Penerangan Lampu Reklame (Solar Billboard Light System)

Listrik Rumah Tangga Tenaga Matahari (Solar Home System)

Pembangkit Listrik Tenaga Surya Terpadu On/Off Grid

Pompa Air Tenaga Surya (Solar Water Pump System), dll

Seperti namanya, teknologi ini sepenuhnya memanfaatkan energi sinar matahari yang melimpah dan gratis sepanjang tahun. Selain tidak memerlukan energi listrik dari PLN atau genset, teknologi ini minim perawatan dan bekerja secara otomatis.