Topologi dan Kajian Kinerja Multi Konverter Arus Searah untuk Multi Generator-Hidro Mini

Abstract

Energi terbuang dalam aliran air rumah tangga dapat dijumpai dengan mudah pada keran, shower, penyiram toilet, dan peralatan lainnya pada sistem pemipaan yang air pada sistem tersebut hanya mengalir untuk membersihkan dan kemudian menjadi substansi yang terbuang. Energi dari air yang mengalir dapat dikumpulkan dan diubah menjadi bentuk energi lain yang lebih bernilai, seperti energi listrik. Dalam bentuk energi listrik, energi tersebut dapat secara langsung digunakan ataupun disimpan. Dalam perkembangan yang lebih lanjut dari generator turbin mini yang kompak (mini compact turbine-generator, MCTG), air yang mengalir pada setiap bagian dari sistem pemipaan rumah diusulkan untuk dikumpulkan dalam bentuk daya listrik. Namun, MCTG konvensional menghasilkan tegangan yang lebih rendah yang tidak sesuai untuk penggunaan secara langsung pada berbagai peralatan listrik. Tegangan yang dibangkitkan juga tidak sesuai dengan rating tegangan terminal baterai sebagai media penyimpan energi listrik. Pada penelitian ini, diusulkan peningkatan kinerja keluaran MCTG untuk memproduksi tegangan yang lebih tinggi dengan menambahkan konverter penaik tegangan arus searah yang dapat beroperasi secara tunggal maupun seri (cascade) untuk mengatasi permasalahan tegangan keluaran MCTG serta permasalahan efisiensi konverter penaik tegangan jika bekerja pada nilai duty cycle yang tinggi. Desain dan simulasi telah dibuat untuk mendapatkan kriteria yang diharapkan dalam pembangkitan tegangan listrik. Beberapa topologi diuji, yaitu sistem konverter tunggal, sistem konverter seri, sistem konverter seri dengan selector, dan sistem paralel. Berdasarkan hasil penelitian, terbukti bahwa sistem paralel lebih baik daripada ketiga topologi lainnya karena dapat menghasilkan tegangan sesuai dengan tegangan referensi 14 V dan dapat menghasilkan efisiensi di atas 0,9 pada jangkauan putaran shaft rotor MCTG yang lebih lebar.