Berikut silabus “Integrasi Simulasi Sistem Pembangkitan Tenaga Surya dan Baterai Penyimpanan Energi Menggunakan MATLAB Simulink”. Silabus ini mencakup konsep dasar hingga tingkat lanjutan, memberikan pemahaman komprehensif tentang simulasi sistem energi terbarukan dengan fokus pada tenaga surya dan penyimpanan energi.
Sesi 1-5: Pengantar Sistem Tenaga Surya dan Penyimpanan Energi
- Pengenalan Energi Terbarukan dan Sistem Tenaga Surya: Konsep dasar dan manfaat energi terbarukan, dengan fokus pada tenaga surya.
- Dasar-dasar Sistem Fotovoltaik (PV): Cara kerja panel surya, struktur modul PV, dan prinsip konversi energi.
- Karakteristik dan Komponen Sistem PV: Modul PV, inverter, kontroler pengisian daya, dan komponen penyimpanan energi.
- Dasar Baterai dalam Sistem Penyimpanan Energi: Tipe baterai, prinsip penyimpanan, dan pemilihan baterai.
- Pengantar MATLAB dan Simulink untuk Energi Terbarukan: Navigasi antarmuka, fungsi dasar, dan pengantar library untuk simulasi energi.
Sesi 6-10: Pemodelan Dasar Sistem PV di Simulink
- Pemodelan Modul PV di Simulink: Membangun model dasar modul PV, karakteristik I-V, dan analisis daya.
- Simulasi Output Daya PV Berdasarkan Kondisi Cuaca: Simulasi pengaruh iradiasi dan temperatur terhadap daya.
- Implementasi Model Pengendali Maximum Power Point Tracking (MPPT): Pengenalan MPPT dan implementasi algoritma dalam Simulink.
- Analisis Efisiensi Sistem PV dengan MPPT: Simulasi perbandingan dengan dan tanpa MPPT, pengukuran efisiensi.
- Pemodelan Sistem PV dengan Load Variabel: Simulasi sistem PV yang melayani beban bervariasi dalam satu hari.
Sesi 11-15: Dasar Sistem Penyimpanan Energi Baterai di Simulink
- Pemodelan Baterai di Simulink: Membangun model baterai dasar, parameter baterai, dan variabel daya.
- Simulasi Pengisian dan Pengosongan Baterai: Pengaruh siklus pengisian/pengosongan pada kinerja baterai.
- Pemodelan Siklus Hidup Baterai dan Degradasi Kapasitas: Simulasi siklus hidup, degradasi, dan ketahanan baterai.
- Integrasi Baterai dengan Sistem PV: Cara menghubungkan model PV dan baterai untuk sistem penyimpanan energi.
- Analisis Stabilitas dan Efisiensi Baterai dalam Sistem PV: Pengujian stabilitas daya dan efisiensi penyimpanan.
Sesi 16-20: Integrasi Sistem PV-Baterai untuk Aplikasi Beban
- Perancangan Skema Pengaturan Energi (EMS) dalam Sistem PV-Baterai: Algoritma pengelolaan energi antara PV dan baterai.
- Simulasi Sistem PV-Baterai untuk Beban Rumah Tangga: Simulasi model PV-baterai pada rumah tangga dengan beban tetap.
- Pengaturan Baterai Berdasarkan Waktu dan Tarif Listrik: Optimalisasi pengisian berdasarkan tarif waktu.
- Simulasi Mode Grid-Tied dan Off-Grid: Perbedaan model sistem PV-Baterai yang terhubung dan tidak terhubung ke jaringan listrik.
- Pengujian Kinerja Sistem pada Mode Hybrid (PV, Baterai, dan Grid): Kombinasi daya dari grid dan sistem PV-Baterai.
Sesi 21-25: Pemodelan dan Pengendalian Lanjut
- Implementasi Pengontrol Hibrida untuk Sistem PV-Baterai: Integrasi kontroler hybrid untuk stabilitas dan efisiensi.
- Pengontrol Daya Aktif dan Reaktif pada Sistem Grid-Tied: Pemodelan kontrol daya aktif dan reaktif.
- Penggunaan Inverter dalam Sistem PV-Baterai: Fungsi inverter dan konfigurasi dalam sistem grid-tied.
- Analisis Keseimbangan Daya dan Proteksi Beban: Simulasi perlindungan daya dan manajemen beban.
- Pengoptimalan Sistem dengan Algoritma Algoritma MPPT dan Battery Management System (BMS): Penerapan MPPT dan BMS pada model sistem terintegrasi.
Sesi 26-30: Simulasi Kondisi Dinamis dan Uji Ketahanan
- Pengaruh Kondisi Cuaca Ekstrem Terhadap Kinerja Sistem: Simulasi kinerja PV dan baterai di bawah kondisi cuaca ekstrem.
- Pengujian Sistem Terhadap Beban Fluktuatif: Simulasi pengaruh beban yang berubah-ubah terhadap performa sistem.
- Simulasi Gangguan pada Grid dan Sistem Penyimpanan Energi: Pemodelan dampak gangguan grid pada baterai dan PV.
- Pengelolaan Overload dan Underload dalam Sistem PV-Baterai: Simulasi overload/underload untuk menjaga stabilitas sistem.
- Analisis Kinerja Jangka Panjang dan Degradasi Sistem: Evaluasi performa sistem dan degradasi komponen dalam jangka panjang.
Sesi 31-35: Evaluasi Efisiensi Energi dan Studi Kasus
- Evaluasi Efisiensi Daya Sistem PV-Baterai dalam Berbagai Kondisi: Pengukuran efisiensi di bawah berbagai skenario.
- Analisis Ekonomi Sistem PV-Baterai: Kalkulasi pengembalian investasi, efisiensi biaya, dan manfaat.
- Studi Kasus 1: Sistem PV-Baterai untuk Aplikasi Industri Skala Kecil: Pemodelan dan analisis untuk penggunaan industri skala kecil.
- Studi Kasus 2: Sistem PV-Baterai untuk Penggunaan Rumah Tangga di Daerah Terpencil: Model dan analisis untuk daerah tanpa akses listrik.
- Studi Kasus 3: Sistem PV-Baterai pada Aplikasi Komersial Grid-Tied: Pemodelan untuk bisnis komersial yang terhubung ke grid.
Sesi 36-40: Optimasi dan Proyek Akhir
- Teknik Optimasi Sistem PV-Baterai dengan Algoritma Genetika: Implementasi algoritma genetika untuk optimasi daya.
- Penerapan Algoritma Particle Swarm Optimization (PSO) dalam Sistem PV-Baterai: Menggunakan PSO untuk meningkatkan efisiensi.
- Penerapan Simulasi Model Akhir dalam Lingkungan Simulasi Berbasis Real-Time: Simulasi akhir dengan MATLAB Simulink Real-Time.
- Presentasi Proyek Akhir: Sistem PV-Baterai Terintegrasi: Membuat laporan dan presentasi sistem lengkap dengan hasil simulasi.
- Evaluasi Keseluruhan dan Rekomendasi Implementasi Nyata: Analisis hasil, potensi implementasi nyata, dan penutupan.
Silabus ini dirancang untuk membekali Anda dengan keterampilan praktis dan pemahaman mendalam mengenai simulasi dan integrasi sistem PV-Baterai di MATLAB Simulink.
