Rancang Bangun Sistem Monitoring dan Pengendalian Pembangkit Listrik Tenaga Surya Terintegrasi dengan Charging Station Berbasis Metode PID menggunakan MPPT

Abstract

Peningkatan kebutuhan listrik mendorong transisi ke energi terbarukan seperti Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS), namun fluktuasi daya panel surya memerlukan sistem pengaturan pengisian baterai yang efisien dan terpantau secara real-time. Penelitian ini bertujuan untuk merancang dan membangun sistem konverter daya Buck Converter mandiri yang dikendalikan oleh mikrokontroler ESP32 menggunakan metode PID untuk menjaga stabilitas pengisian baterai Lead-Acid 6V serta integrasi monitoring berbasis Internet of Things (IoT). Metode penelitian meliputi perancangan perangkat keras menggunakan MOSFET IRF3205 dan driver IR2104, serta pengembangan perangkat lunak yang mengimplementasikan algoritma kendali PID dengan Median Filter untuk mereduksi derau sensor. Penelitian ini mengimplementasikan metode kendali hibrida (Hybrid Control) yang menggabungkan algoritma MPPT Perturb and Observe (P&O) untuk optimalisasi daya panel surya dan kendali PID sebagai pembatas arus (Current Limiter). Sistem dirancang untuk bekerja secara adaptif: MPPT P&O aktif mencari daya maksimum saat arus di bawah target, sementara kendali PID mengambil alih untuk menjaga stabilitas arus pada setpoint 1300 mA (fase Bulk) dan 800 mA (fase Absorption) guna menjamin keamanan pengisian baterai. Hasil pengujian menunjukkan pembacaan sensor arus (INA219) cukup stabil dengan rata-rata error sekitar 0,26%. Algoritma PID berhasil menjaga stabilitas arus pada setpoint 1300 mA (fase Bulk) dan 800 mA (fase Absorption) secara presisi dengan steady-state error hanya 2-4 mA serta overshoot di bawah 1,8%. Selain itu, otomatisasi transisi fase pengisian bekerja akurat berdasarkan ambang batas tegangan 6,62V dengan fitur keselamatan cut-off pada 6,90V. Sistem manajemen termal dan antarmuka web dashboard juga berfungsi optimal untuk pemantauan kinerja sistem secara jarak jauh. Simpulannya, integrasi MPPT, kendali PID, dan IoT pada charging station ini berhasil menciptakan sistem pengisian yang stabil, efisien, dan transparan bagi pengguna.