Berikut adalah silabus 40 sesi untuk “Penerapan Water Cycle Algorithm untuk Perancangan Sistem Penyimpanan Energi pada Mikrogrid Berbasis Energi Terbarukan”. Silabus ini dirancang secara bertahap, mulai dari dasar hingga penerapan tingkat lanjut.
Bagian 1: Dasar-Dasar Algoritma Optimasi dan Water Cycle Algorithm (WCA)
Sesi 1–10
- Pengantar Optimasi Metaheuristik
- Konsep dasar optimasi.
- Jenis algoritma optimasi metaheuristik.
- Dasar-Dasar Water Cycle Algorithm (WCA)
- Inspirasi dari proses siklus air di alam.
- Konsep eksplorasi dan eksploitasi dalam WCA.
- Struktur dan Pseudocode WCA
- Langkah-langkah WCA: pembentukan populasi awal, pengaliran air, dan penguapan.
- Penanganan Constraint dalam WCA
- Metode handling constraint: penalti, rule-based, dan lainnya.
- Implementasi Dasar WCA di MATLAB
- Penulisan kode sederhana untuk optimasi fungsi dasar menggunakan WCA.
- Analisis Parameter WCA
- Pengaruh parameter seperti jumlah sungai, nilai eksplorasi, dan intensitas penguapan.
- Benchmarking WCA
- Studi perbandingan WCA dengan algoritma lain menggunakan fungsi uji standar.
- Simulasi WCA pada Masalah Optimasi Linier
- Contoh penerapan pada masalah optimasi linier sederhana.
- Simulasi WCA pada Masalah Optimasi Non-Linier
- Contoh penerapan pada masalah optimasi kompleks.
- Review dan Diskusi Dasar WCA
- Latihan kasus dan diskusi penerapan awal.
Bagian 2: Konsep Mikrogrid dan Sistem Penyimpanan Energi
Sesi 11–20
- Pengantar Mikrogrid
- Definisi dan komponen mikrogrid.
- Energi terbarukan dalam mikrogrid.
- Sistem Penyimpanan Energi (Energy Storage System)
- Jenis-jenis penyimpanan energi: baterai, flywheel, dan lainnya.
- Kriteria desain sistem penyimpanan energi.
- Pentingnya Optimasi dalam Sistem Mikrogrid
- Tantangan dan peluang.
- Peran algoritma optimasi.
- Model Matematis Mikrogrid
- Formulasi masalah: fungsi objektif dan constraint.
- Model Matematis Sistem Penyimpanan Energi
- Optimasi kapasitas, biaya, dan efisiensi sistem.
- Integrasi Sumber Energi Terbarukan dengan Penyimpanan Energi
- Manajemen energi dalam sistem hybrid PV-Wind-Battery.
- Simulasi Mikrogrid di MATLAB Simulink
- Pembuatan model dasar mikrogrid menggunakan MATLAB Simulink.
- Implementasi Sistem Penyimpanan Energi di Simulink
- Simulasi pengaruh penyimpanan energi terhadap performa mikrogrid.
- Evaluasi Performa Sistem Mikrogrid
- Parameter performa: efisiensi energi, stabilitas, dan biaya.
- Review dan Diskusi Konsep Mikrogrid
- Analisis hasil simulasi awal.
Bagian 3: Penerapan WCA untuk Optimasi Sistem Penyimpanan Energi
Sesi 21–30
- Formulasi Masalah Optimasi pada Mikrogrid
- Definisi fungsi objektif untuk optimasi penyimpanan energi.
- Constraint kapasitas, biaya, dan stabilitas.
- Integrasi WCA ke dalam Sistem Mikrogrid
- Implementasi WCA untuk optimasi penyimpanan energi.
- Implementasi MATLAB untuk WCA dan Mikrogrid
- Penggabungan kode WCA dengan model mikrogrid Simulink.
- Simulasi Optimasi Sistem Penyimpanan Energi
- Studi kasus mikrogrid berbasis PV-Wind.
- Pengaruh Parameter WCA pada Mikrogrid
- Analisis sensitivitas terhadap parameter WCA dalam konteks mikrogrid.
- Analisis Hasil Optimasi
- Evaluasi performa sistem setelah optimasi.
- Penerapan Multi-Objective Optimization dalam Mikrogrid
- Menggunakan WCA untuk optimasi multi-objektif (biaya dan efisiensi).
- Validasi Model dengan Data Riil
- Penerapan hasil optimasi pada data energi terbarukan nyata.
- Studi Kasus: Mikrogrid untuk Daerah Terpencil
- Desain sistem penyimpanan energi untuk wilayah tanpa jaringan listrik utama.
- Review dan Diskusi Implementasi WCA
- Pembahasan tantangan dan peluang peningkatan.
Bagian 4: Pengembangan Lanjutan dan Studi Kasus
Sesi 31–40
- Pengembangan Hybrid WCA
- Integrasi WCA dengan algoritma lain (misalnya PSO atau GA) untuk meningkatkan kinerja.
- Pengoptimalan Dinamis dalam Mikrogrid
- Menggunakan WCA untuk optimasi yang berubah seiring waktu (dynamic optimization).
- Studi Kasus 1: Mikrogrid Industri
- Desain dan optimasi sistem penyimpanan energi pada skala industri.
- Studi Kasus 2: Mikrogrid Komunitas
- Desain untuk komunitas dengan sumber daya terbatas.
- Integrasi Teknologi Baru
- Memanfaatkan teknologi baterai terbaru dalam optimasi.
- Pengembangan Antarmuka Pengguna untuk WCA
- Membuat GUI sederhana di MATLAB untuk simulasi optimasi.
- Evaluasi Efisiensi Algoritma
- Membandingkan WCA dengan algoritma lain dalam konteks mikrogrid.
- Strategi Peningkatan untuk Masa Depan
- Inovasi yang mungkin dilakukan pada WCA untuk aplikasi mikrogrid.
- Presentasi Hasil Studi Kasus
- Setiap peserta mempresentasikan hasil simulasi dan optimasi masing-masing.
- Evaluasi dan Diskusi Akhir
- Review pencapaian pembelajaran, diskusi, dan rencana penelitian lanjutan.
