Sistem Pembangkit Listrik Hibrid

Terdapat beberapa cara untuk mengintegrasikan berbagai sumber energi terbarukan berbeda jenis ke dalam suatu sistem hibrid. Secara garis besar intergrasi tersebut dapat diklasifikasikan pada dua kategori, kopling arus searah (AS) dan kopling arus bolak balik (ABB). Kopling ABB kemudian dapat dibagi lagi menjadi kopling arus bolak balik frekuensi rendah (ABBFR) dan kopling arus bolak balik frekuensi tinggi (ABBFT).

1.  Sistem Kopling AS

Skema kopling AS dapat dilihat seperti pada Gambar 1. Berbagai sumber energi terbarukan disambungkan pada bus AS melalui rangkaian elektronika daya (ED) yang sesuai. Sumber AS dapat disambungkan secara langsung pada bus AS, sedangkan beban AS dapat disambung secara langsung atau melalui konverter AS/AS terlebih dahulu sehingga didapat tegangan yang diinginkan. Sistem juga dapat mensuplai daya untuk beban ABB (50 atau 60 Hz) atau disambungkan ke jala-jala melalui suatu inverter yang didesain dengan kemampuan aliran daya dua arah (bidirectional power flow).

 Gambar 1. Skema kopling AS

Sistem dengan kopling AS dapat dikatakan sederhana karena tidak membutuhkan sinkronisasi ketika mengintegrasikan sumber energi yang berbada, namun kekurangannya adalah, apabila inverter tidak bekerja, maka sistem tidak dapat mensuplai daya untuk beban ABB. Untuk menghindari permasalahan ini, maka dapat digunakan beberapa inverter dengan rating daya lebih rendah yang dirangkai secara paralel. Beberapa hal yang perlu diperhatikan adalah perlunya dilakukan pembagian beban secara proporsional serta sinkronisasi pada tiap inverter paralel tersebut terutama jika sistem disambung ke jala-jala.

2.  Sistem kopling ABB

Sistem ini dapat dibagi menjadi dua kategori, kopling ABBFR dan kopling ABBFT, skema kopling ABBFR dapat dilihat seperti pada Gambar 2, dimana tiap sumber energi yang berbeda di integrasikan pada sistem melalui rangkaian elektronika daya yang sesuai. Skema sistem kopling ABBFT dapat dilihat seperti pada Gambar 3. Berbagai sumber energi dan beban yang berbeda disambungkan pada bus ABBFT. Konfigurasi seperti ini paling banyak digunakan dalam sistem dengan beban ABBFT (400 Hz), misalnya pada pesawat terbang, kapal laut, kapal selam, maupun stasiun luar angkasa.

Gambar 2. Skema kopling ABBFR

Pada sistem ABBFR dan ABBFT sumber daya AS bisa didapatkan melalui penyearah. Konfigurasi sistem ABBFT juga dapat didesain untuk memiliki peralatan dan bus ABBFR (melalui konverter ABB-ABB atau AS-ABB), sehingga beban ABBFR reguler bisa disambungkan. Kopling AS adalah tipe integrasi yang paling sederhana dan telah lama dikenal. Apabila sistem memiliki sejumlah besar sumber daya AS, dan terdapat beberapa beban AS, maka sistem dengan kopling AS merupakan pilihan yang tepat. Apabila sumber energi utama merupakan sumber ABB (dengan kualitas daya yang memadai), maka sistem kopling ABB merupakan opsi yang tepat.

Gambar 3. Skema kopling ABBFT

 

Artikel ini diambil dari makalah thesis penulis (lihat)

Referensi:

Nehrir, M.H., Wang, C., Strunz, K., Aki, H., Ramakumar, R., Bing, J., Miao, Z., Salameh, Z. (2011): A Review of Hybrid Renewable/ Alternative Energy Systems for Electric Power Generation: Configurations, Control, and Applications, IEEE Transactions on Sustainable Energy, Vol 2, 392 – 403.