I n d on e s i an   Jo u r n al   o E l e c t r i c al   En gi n e e r i n g   an d   C o m p u te r   S c i e n c e   V o l .   20 ,   N o .   3 D e c e m b e r   20 20 ,   pp .   1677 ~ 1684   IS S N :   2502 - 4752 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 20 .i 3 . pp 167 7 - 1684             1677       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i j e e c s . i a e s c or e . c om   D e si g n   o f   a r d u i n o - b a sed   l o a d i n g   m a n a g e m e n t   sy st e m   t o   i m p r o v e   c o n t i n u i t y   o f   so l a r   p o w e r   s u p p l y         M u h ar d i k a S y afi i   D e pa r t m e n t   o f   E l e c t r i c a l   E ng i n e e r i ng ,   U n i v e r s i t a s   A nda l a s ,   I ndo ne s i a       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T   Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e S e p   2 4,   2 0 19   R e v i s e F e b   3,   2020   A c c e pt e M a y   2 7 ,   20 20       S o l a r   po w e r   p l a nt s   u s i ng   e nv i r o nm e n t a l l y   f r i e n dl y   t e c hno l o gy   i t he   p r o c e s s   o f   ha r v e s t i ng   e ne r gy   f r om   t he   s un  c a be   a   s o l u t i o t o   t he   f ut u r e   e l e c t r i c i t y   c r i s i s   s o   t ha t   i t   ha s   be e n   t h e   m o s t   w i d e l y   de v e l o pe d   a n d   r e l i a b l e   a l t e r n a t i v e .   H o w e v e r ,   t he   c o nv e r s i o o f   s o l a r   e ne r gy   de pe nd s   o n   t h e   a v a i l a bi l i t y   a nd  c o ndi t i o ns   o f   s unl i g ht .   I s u nny   c o ndi t i o ns ,   t he   P V   s y s t e m   c a n   s e r v e   l a r g e   l o a ds   w h i l e   c ha r g i ng   t he   b a t t e r y   t o   t h e   m a x i m um .   W h i l e   i n   c l o ud y   w e a t he r   c o ndi t i o ns   o r   a t   ni g ht ,   t h e   P V   s y s t e m   s e r v e s   t h e   l o a a nd   w i t ho ut   c h a r g e   o f   t h e   ba t t e r y .   T he   b a t t e r y   w i l l   d i s c ha r g e   t h e   s t o r e d   e ne r g y   unt i l   i t   r uns   o ut ,   a nd  t he   s upp l y   t o   t he   l o a d   w i l l   b e   c u t   o f f   be f o r e   t he   de s i r e t i m e .   T he r e f o r e ,   r e s e a r c o t he   P V   s y s t e m   l o a di ng   m a na g e m e n t   s y s t e m   i s   n e e d e t o   i n c r e a s e   t he   a m o unt   o f   e l e c t r i c i t y   f r o m   s o l a r   e n e r g y   a nd   m a i nt a i n   t h e   c o n t i n ui t y   o f   e l e c t r i c i t y   s uppl y   t o   t he   l o a d.   T he   l o a po w e r   m a na g e m e n t   s t r a t e g y   f o l l o w s   t he   c o ndi t i o ns   o f   s un ny ,   c l o ud y ,   r a i ny ,   o r   n i g ht   t i m e   by   c o ns i de r i ng   t he   r e m a i ni ng   c a pa c i t y   o f   t he   b a t t e r y   t ha t   c a b e   u s e d .   L o a i ns t a l l a t i o ns   a r e   de s i g ne d   t o   c o ns i s t   o f   l o w ,   m e d i um ,   a nd   hi g h   l o a i n s t a l l a t i o ns .   S i m ul a t i o r e s ul t s   s ho w   t ha t   t h e   u s e   o f   P V   l o a d i ng   m a na g e m e nt   s t r a t e g i e s   c a i nc r e a s e   t he   o pe r a t i ng   t i m e   o f   t h e   P V   s y s t e m .   W he n   t he   r e m a i n i ng   l e s s   t ha n   10 %   ba t t e r y   c a pa c i t y   a nd   P L N   s u pp l y   i s   a v a i l a b l e ,   t he   s u pp l y   w i l l   b e   s w i t c he d   t o   P L N .   T he   r e m a i ni ng   10 %   o f   P V   ba t t e r y   c a pa c i t y   c o ul be   us e t o   m a i n t a i e l e c t r i c i t y   s upp l y   t o   a   l o w   l o a i f   t h e   P L N   s up pl y   i nt e r r up t e d .   T hus ,   t he   us e   o f   a   l o a di ng   m a na g e m e nt   s t r a t e g y   w i l l   i nc r e a s e   t he   e l e c t r i c i t y   s upp l y   f r o m   r e ne w a b l e   e ne r g y   a nd  i m pr o v e   t he   s u s t a i n a b i l i t y   o f   e l e c t r i c i t y   s uppl y .   Ke y w or d s :   A r du i n o   c o n t r o l l e r   L o a di n g   m a na ge m e nt   s y s t e m     S o l a po w e r   s upp l y   C opy r i gh t   ©   20 20   I n s t i t ut e   o f   A dv anc e E ng i ne e r i ng   and   S c i e nc e .     A l l   r i gh t s   r e s e r v e d .   Cor r e s pon di n g   Au t h or :   S y a f i i ,   E l e c t r i c a l   E n gi n e e r i n g   D e pa rt m e n t ,   U n i v e r s i t a s   A nda l a s ,     P a da n g ,   I n do n e s i a .   E m a i l :   s y a f i i @ e n g . u na n d . a c . i d       1.   I N TR O D U C TI O N     In do n e s i a   i s   t h e   l a r ge s t   t r o pi c a l   a r c h i pe l a go   c o un t r y .   T h e   n u m b e r   o f   i s l a nds   i I ndo n e s i a   i s   a pp r o xi m a t e l y   17, 00 i s l a nds   [ 1] ,   w i t a   po pul a t i o o f   m o r e   t ha 250   m i l l i o a n d   s p r e a d   o v e r   m o r e   t ha 65 , 000   r e gi o n s   a n d   i s l a nds .   O n e   o f   t h e   e s s e n t i a l   n e e ds   o f   pe o pl e ' s   l i v e s   i s   t h e   a v a i l a b i l i t y   of   e l e c t r i c i t y .   A l m o s t   a l l   c o m m u ni t y   a c t i v i t i e s   c urr e n t l y   de p e n o n   e l e c t r i c i t y ,   b o t h   i n - off i c e   a c t i v i t i e s ,   h o us e h o l ds ,   a n d   o t h e r   a c t i v i t i e s .   T h e   i m po r t a n c e   o f   t h i s   e l e c t ri c a l   e n e r gy   m a ke s   e l e c t r i c i t y   c o n s um pt i o i n c r e a s e   e v e r y   y e a r.   O n e   e f fo r t   t ha t   c a b e   do n e   t o   m e e t   t h e s e   n e e ds   i s   by   ut i l i z i n g   a   po w e r   p l a nt   w i t r e n e w a b l e   e n e r gy   s o ur c e s   s uc a s   s o l a po w e r .   B a s e o n   t h e   r e s e a r c r e s ul t   i [2] ,   du ri n g   t h e   c l e a s ky ,   t h e   p o t e n t i a l   o f   a   2   kW o n - g ri d   P V   s y s t e m   pr o duc e d   6, 709W e n e r gy   pe r   d a y   i P a d a n g ,   S u m a t e r a   Is l a n d   a r e a .   T h e   I n do n e s i a n   go v e r nm e n t ,   t hr o ug r e gul a t i o n   N o .   79   o f   20 14,   a b o ut   N a t i o n a l   e n e r gy   po l i c y   [3]   h a s   m a de   s o l a r   po w e r   p l a nt s   as   a   p r i o r i t y   r e n e w a b l e   e n e rgy   s o ur c e   t ha t   w i l l   b e   de v e l o p e i I n do n e s i a .   T h e   n e w   a n r e n e w a b l e   e n e r gy   t a r ge t   o f   23%  i 202 a n d   31%   i 205 0.   G e n e r a l l y ,   s o l a po w e r   pl a nt s   c a b e   c l a s s i f i e d   i n t o   t w o   t y pe s   a c c o r di n g   t o   t h e   c o m po n e n t   c o n f i gu ra t i o n,   n a m e l y   o n - g r i d   P V   s y s t e m   t h a t   i s   c o nn e c t e t o   t h e   e l e c t r i c i t y   n e t w o r (o n - g r i d)   a n d   o f f - gr i d   P V   s y s t e m   t ha t   s t a n ds   a l o n e .   T h e   m a i c o m po n e nt s   i t h e   o n - g r i d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   20 ,   N o .   3 D e c e m be r   2 020   :     16 77   -   16 84   1678   P V   s y s t e m   a r e   s o l a p a n e l s   a nd   i n v e rt e r s   t h a t   c a s y n c   w i t t h e   P L N   g r i d.   T h e   o n - g ri d   s y s t e m   c a di r e c t l y   off s e t   t h e   e l e c t r i c i t y   b i l l .   B ut   t hi s   s y s t e m   h a s   t h e   d i s a dv a n t a ge   t h a t   i f   t h e   e l e c t ri c i t y   f r o m   t h e   P L N   i s   c ut   o f f ,   t h e t h e   o n - g r i d   P V   s y s t e m   w i l l   a l s o   b e   di s c o n n e c t e d.   L i ke w i s e ,   a t   ni g ht   t h e   on - g ri P V   s y s t e m   w i l l   a ut o m a t i c a l l y   off   s y n c ,   w h e r e a s   t h e   o f f - gr i P V   s y s t e m   c a n   o pe r a t e   i n de pe n de n t l y   t o   s uppl y   D o r   A l o a ds .   T h i s   s y s t e m   i s   v e r y   s ui t a b l e   t o   b e   a   s o ur c e   of   e l e c t r i c i t y   i n   t h e   r e gi o n   r e m o t e   a r e a s   t ha t   a r e   d i f f i c ul t   t o   a c c e s s   by   n a t i o n a l   g ri d   n e t w o r ks   [4] .   H ow e ve r ,   t h e   t y pe   o f   off - gr i d   s o l a po w e r   p l a nt s   i s   v e r y   de pe n de n t   o t h e   a v a i l a b i l i t y   of   s u n l i g h t   i n   c h a r g i n t h e   b a t t e r y .   W h e t h e   s u n   i s   n o t   a v a i l a b l e ,   t h e   c ha rgi n c u rr e n t   t h e   b a t t e r y   w i l l   s t o p,   t h e   l o a w i l l   b e   s uppl i e f r o m   t h e   r e m a i ni n g   s t o r a ge   s y s t e m   s uc h   a s   b a t t e ri e s .   I p r o duc i n e l e c t r i c i t y ,   s o l a r   po w e r   pl a nt s   a r e   v e r y   de pe n de n t   o t h e   i nt e n s i t y   of   s o l a r a di a t i o n .   T h e   i nt e n s i t y   of   s o l a r   ra d i a t i o i s   h i g h   w h e t h e   s u nn y   w e a t h e r .   D u r i n g   s u nn y   w e a t h e r,   pe m 2   s o l a pa n e l   p r o duc e s   da i l y   a v e r a ge   e n e rgy   c o n v e r s i o n   hi g h e r   t ha n   kW h / m 2 .   W h e r e a s   w h e n   t h e   w e a t h e i s   n o t   c l e a r,   t h e   e n e r g y   pr o duc e i s   n o t   a s   m uc h   w h e t h e   w e a t h e i s   s un n y ,   i . e . ,   l e s s   t h a kW h / m 2   [5] .   T h e   u n c e r t a i nt y   of   t h e   po w e r   p r o duc e by   t h i s   p h o t o vo l t a i c   c a n   d i s r upt   t h e   c o n t i n ui t y   of   e l e c t r i c i t y   di s t r i b ut i o n.   T h e r e f o r e ,   a   ut i l i t y   pow e s o ur c e   i s   s t i l l   n e e de t o   b a c up  t h e   m a i n   s up pl y   a n e n s u r e   t h e   s us t a i na b i l i t y   of   t h e   o pe r a t i o n a l   p r o c e s s .   T h e   l o a w i l l   b e   c ut   o ff   w h e n   t h e   r e m a i ni n b a t t e r y   c a pa c i t y   c a n   b e   us e up.   S o   t h e   i s s ue   o f   i n c r e a s i ng  t h e   c o n t i n u i t y   of   e l e c t r i c i t y   s uppl y   o ff - gr i d   s o l a po w e r   p l a nt s   i s   e s s e n t i a l .   I o f f - gr i d   P V   s y s t e m s ,   t h e   b a t t e r y   c a pa c i t y   m us t   b e   t a ke i n t o   a c c o un t   t h e   r e s e r v e   i f   t h e   w e a t h e c o n di t i o n s   a r e   u n f ri e n d l y ,   w h i c r e s ul t s   i l e s s   s unl i g h t   e n e r gy   p r o duc t i o n .   T h e   M i ni s t r y   o f   E n e r gy   a n d   M i n e r a l   R e s o ur c e s   a dv i s e s   t h e   c o m m u ni t y   t h a t   us e s   t h i s   s y s t e m   t o   us e   b a t t e r i e s   w i t a   m i ni m u m   r e s e r v e   c a pa c i t y   of   da y s   a s   a   b e n c hm a rk.   T h i s   c o n di t i o w i l l   i n c r e a s e   b a t t e r y   i n v e s t m e nt .   T h us   r e s e a r c h   i s   n e e de t o   o pt i m i z e   o ff - gr i s o l a po w e r   ge n e ra t i o n   c a pa c i t y   bo t h   o n   t h e   s uppl y   s i de   a n d   t h e   de m a nd   s i de .         2.     A R D U I N O   B A S ED   L O A D   M A N A G EM EN A U T O M A TI O N   S Y S TE M   In c r e a s e pub l i c   a w a r e n e s s   o f   e n v i r o nm e nt a l   p r e s e r v a t i o a n ri s i n g   f ue l   p r i c e s   h a v e   s t i m ul a t e r e s e a r c h e r s   i t h e   s upp l y   s e c t o r   e l e c t r i c   po w e r   t o   c o n t i nue   t o   e xpa n t h e   ge n e ra t i n s y s t e m   e n v i r o nm e n t a l l y   f r i e ndl y   r e n e w a b l e   e l e c t r i c i t y   [6] .   T h e   l o c a t i o I n do n e s i a   i s   l o c a t e i t h e   e qua t o r i a l   a r e a   t h e o r e t i c a l l y ,   i t   w i l l   al w a y s   b e   e xp o s e t o   t h e   s u n   f o 10 - 12   h o u r s   a   da y ,   a n d   a l m o s t   a l l   r e gi o n s   o f   Indo n e s i a   ge t   r e l a t i v e l y   uni f o r m   i rr a d i a t i o i nt e n s i t y   [2 7] .   T h i s   c o n d i t i o n   de c e n t   e n o ugh  t o   b e   us e a s   a n   e n e rgy   s o ur c e   S un .   S o l a r   po w e r   ge n e ra t i o h a s   a l s o   b e c o m e   a   p r i o ri t y   s o ur c e   of   r e n e w a b l e   e ne r gy   t ha t   w i l l   b e   de v e l o p e i n   I ndo n e s i a ,   a n d   t h e   i n s t a l l a t i o n   o f   t h i s   pl a n t   c o n t i n ue s   t o   i n c r e a s e   i n   a   v a ri e t y   of   a r e a s   w i t r e n e w a b l e   e n e r gy   po l i c y .   T h e   pe r f o r m a n c e   o f   s o l a r   p a n e l s   i s   v e r y   de pe n de nt   o t h e   s u n ' s   r a y s   i t   r e c e i v e s   [8 - 9] .   I s u nn y   c o n di t i o n s ,   s o l a r   p a n e l s   c a n   s e r v e   l a r ge   l o a ds   a t   o n c e ,   c ha r gi ng  t h e   b a t t e r y   t o   t h e   m a xi m u m .   W h e r e a s   a t   c l o udy   w e a t h e c o n di t i o n s   o r   ni g ht t i m e   s o l a pa n e l s   do   n o t   a b l e   t o   s e r v e   t h e   l o a a n c ha r ge   t h e   b a t t e r y .   T h e   b a t t e r y   w i l l   r e l e a s e   t h e   s t o r e e n e r gy   unt i l   i t   ru n s   o ut ,   a nd  t h e   s upp l y   t o   t h e   l o a w i l l   b e   c ut   o ff   be fo r e   t ha t   t i m e   i s   de s i ra b l e .   T h e r e f o r e ,   r e l a t e r e s e a r c h   i s   n e e de o pt i m i z a t i o t e c hni que s   f o r   s o l a r   po w e r   pl a nt s   a n l o a di n g   m a na ge m e n t   s o   t h a t   t h e   c o n t i n u i t y   of   e l e c t r i c i t y   s uppl y   i s   m a i n t a i n e f o l l o w i n s u a v a i l a b i l i t y .   S o m e   pr e v i o us   s t ud i e s   ha v e   o pt i m i z e d   t h e   S o l a P o w e r   P l a nt   i v a r i o us   a s pe c t s ,   e s pe c i a l l y   t h e   ge n e ra t i o s i de .   K a z e m   H   ha s   p r e s e nt e a   m e t h o f o r   de s i g ni n g   a o pt i m a l   c a p a c i t y   O ff - gr i d   P V   s y s t e m   fo r   r e m o t e   a r e a s   i S o h a r - O m a [10] .   T h e   p r o po s e m o de l   b y   f i n d i n g   a   l a r ge   ri g ht   t i l t   a n g l e   o pa n e l   i n s t a l l a t i o s o l a us i ng   M a t l a b   s i m ul a t i o n .   S i m ul a t i o r e s ul t s   ha v e   b e e s h o w i n g   i m p r o v e s y s t e m   pe r f o r m a n c e .   T h e   de s i gn  o f   t h e   o ff - gr i d   P V   s y s t e m   fo r   g r e e nh o us e   a ppl i c a t i o n s   i n   t h e   Ci t y   of   S a b h a ,   L i by a   ha s   b e e n   p r e s e nt e i r e f e r e n c e   [1 1] .   S t udy   r e s ul t s   s h o w   t ha t   t h e   i n s t a l l a t i o o f   a off - gr i d   P V   s y s t e m   c a b e   c o m pe t i ng   w i t di e s e l   ge n e ra t o r s .   O p t i m i z a t i o t e c hn i que   o t h e r s   f o l a n d   s a v i n g   a n d   c o s t   r e duc t i o i n v e s t m e nt   i de v e l o pi n g   P V   s y s t e m   [12]   a n d   us i n g   t e c hn i q ue s   c oo l i ng  s y s t e m   o n   s o l a p a ne l s   w i t a   f l o a t i ng  s y s t e m   t r a c ke r   [ 13]   w a s   m a de .   T h e   p a pe r   i [14 ]   p r o po s e d   a   n e w   o pt i m a l   o pe r a t i o o f   m i c ro gr i ds   (M G s )   i a   di s t ri b ut i o s y s t e m   w i t s o l a ph o t o vo l t a i c   (P V e n e rgy   s y s t e m s   a n d   b a t t e r y   e n e r gy   s t o r a g e   (B E S s y s t e m s .   T h e   a c t i v e   a n d   r e a c t i v e   pow e r   f l ow   o pt i m i z a t i o f o r   P V   c o nn e c t e t o   t h e   g ri d   s y s t e m   us i n g   N e w t o n   R a p h s o m e t h o ha s   b e e n   r e po rt e i n   [15] T hi s   o pt i m i z a t i o n   s y s t e m   ha s   i n c r e a s e d   t h e   r e l i a b i l i t y   a n d   e f f i c i e n c y   of   t h e   us e   o f   s o l a r   e n e rgy   s o ur c e s .   R e s e a r c r e l a t e d   t o   o pt i m i z i n g   s y s t e m s   ut i l i z a t i o o f   t h e   P V   s y s t e m   ha s   b e e n   c a rri e o ut   b o t o t h e   off - gr i d   [16 ] [11]   a nd  o n - g ri d   P V   s y s t e m s   [17 - 19] .   S e v e r a l   p r e v i o us   s t udi e s   us e t h e   c o m b i n a t i o o f   P V   w i t o t h e a l t e rn a t i v e   ge n e r a t o r s   s i m ul t a n e o us l y   t o   i n c r e a s e   t h e   e l e c t r i c i t y   s uppl y   f r o m   r e n e w a b l e   e n e r gy   ge n e ra t i o n   [20 - 22] U t i l i z a t i o n   o pt i m i z a t i o n   t e c hni que s   of   t h e   P V   s y s t e m   a r e   m o s t l y   d o n e   o n   t h e   s uppl y   s i de ,   w h i l e   s o l a r   e n e r gy   c o n s e r v a t i o o ppo r t u ni t i e s   c a a l s o   b e   do n e   o t h e   de m a n d   s i de .   T h e r e f o r e   o t h e   de m a nd   s i de   r e qui r e l o a di n m a na ge m e nt   s y s t e m   fo r   s o l a r - p o w e r ed   to   i n c r e a s e   s uppl y   c o n t i n ui t y   fo l l ow s   s un   a v a i l a b i l i t y .   M a n a ge m e nt   s t r a t e gy   pl a nn e t o   l o a fo l l ow s   t h e   c i r c um s t a n c e s   c l e a r   s ky   w e a t h e r,   c l o ud y ,   ra i n,   o r   ni g ht .   In s t a l l a t i o n   o f   t h e   l o a w i l l   b e   a rra n ge s o   t h a t   t h e r e   i s   a   l o a d   o pt i o n   l o w ,   m e di um ,   a n hi g h   l o a d.   N e xt   w i l l   b e   t h e   c o n s t r uc t i o o f   a   l o a d   m a na ge m e n t   s y s t e m   (L M S e v e n l y   fo l l ow i n g   t h e   t i m e   a nd   f un c t i o a u t o m a t i c a l l y   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       D e s i gn   of   ar dui no - bas e l oad i ng   m anag e m e n t   s y s t e m   t o   i m p r ov e   c on t i n ui t y   of   s ol ar   pow e r   ( Muhar di k a )   1679   us e   a A r d ui n o   c o nt r o l l e r.   T h us   t h e   a v a i l a b l e   P V   b a t t e r i e s   s t o ra ge   c a p a c i t y   a n d   c o n d i t i o n s   c ha r g i n g   s o l a p a n e l s   r e m a i c a pa b l e   o f   s e r v i n l o a ds   f o r   e a c h   c y c l e   w i t h o ut   t e rm i na t i o n .   S y s t e m   de s i gn   r e s ul t s   a n d   a   s i m ul a t i o n   o h o w   l o n t o   us e   i t   w i l l   b e   gi v e n   i n   t h e   n e xt   s e c t i o n   o f   t h i s   a rt i c l e .         3.     R ES EA R C H   M ET H O D   R e s e a r c o n   t h e   m a n a ge m e nt   s t ra t e gy   of   l o a di n t h e   s o l a po w e r   pl a n t   pe r f o rm e o n   a o ff - gr i d   s o l a r   pow e r   pl a n t   de s i g m o de l   h o us e h o l 900   V A .   T h e   o ff - gr i d   S o l a po w e r   ge n e ra t i o s y s t e m   c o n s i s t s   o f   u n i t s   of   s o l a r   pa n e l s   @ 25 W i n s t a l l e i pa ra l l e l ,   u ni t   L u m i no us   1500  V A   i n v e r t e r ,   a n d   t w o   un i t s   de e c y c l e   b a t t e ri e s .   T h e   s p e c i f i c a t i o n s   o f   t h e   L um i n o us   S o l a r   I n v e r t e r   [ 23]   a r e :   t y pe   pur e   s i n e   w a v e ,   w i t a   ra t i n o f   15 00  V A ,   c h a r g i n g   t i m e   b a t t e r y   t o   f ul l :   10 - 12   h o u r s   w i t a   c ha r g i ng  r a t i ng:   40   A m p / 24   V .   T h e   s t a ge s   o f   t h e   s t udy   be ga n   w i t t h e   s pe c i f i c   t e s t   s o l a pow e r   e n e r gy   c o n v e r s i o n   a nd  l o a d i n g .     F r o m   t h e   r e s ul t s   o f   t h e   c ha ra c t e ri s t i c s   o f   s o l a pa n e l ,   e n e r g y   c o n v e r s i o n   t e s t s   a r e   o b t a i n e c h a rgi ng  c u rr e n t   c ur v e .   B a s e o t h e   c ha r g i n g   c u rr e n t   i s   do n e   de v e l o pm e n t   of   l o a di n g   m a na ge m e nt   a l go r i t hm s .   N e xt   i s   t h e   m a na ge m e n t   s y s t e m   s i m ul a t i o c ha r g i n g   o ff - gr i d   P V   s y s t e m   f o r   v a ri o us   w e a t h e r   c o n d i t i o n s   s u nn y ,   c l o ud y ,   ra i n y ,   a n d   n i g h t   u nt i l   i t   i s   o b t a i n e d   b e s t   pe r f o r m a n c e   r e s ul t .   T h e   de s i g o f   t h e   m a na ge m e n t   a ut o m a t i o s y s t e m   t o   m o de l   t h e   l o a d i n g   o f   off - gr i d   P V   s y s t e m s   s uc h   a s   h o us e h o l s c a l e   i s   s h o w n   i F i gu r e   1 .   T h e   l o a m a n a g e m e n t   a ut o m a t i o n   s y s t e m   fo l l ow s   t h e   t i m e   a nd  f un c t i o a u t o m a t i c a l l y   us i n g   t h e   A r du i n o   m i c r o c o n t r o l l e r .   M o dul e   c urr e n t   a nd  D C   v o l t a ge   s e n s o r s   a r e   us e t ob t a i c ha r gi ng  c u rr e n t   a n d   b a t t e r y   t e r m i n a l   v o l t a ge .   R e m a i ni n b a t t e r y   c a pa c i t y   (RB C)  c a b e   ob t a i n e f r o m   E ( 1)  t h e   f o l l ow i n g:     V o c _ B a t   =   V t _B a t   +   Il o a d   x   R i                                       (1)     W h e r e   V o c _B a t   i s   t h e   b a t t e r y   o pe n - c i r c ui t   v o l t a ge ,   V t _B a t   t h e   b a t t e r y   t e r m i na l   v o l t a ge ,   Il o a d   i s   t h e   l o a c u rr e n t ,   a nd   R i i s   t h e   r e s i s t a n c e   i t h e   PV   s y s t e m .   A l o a c u rr e nt   (Ib i s   o b t a i n e d   f r o m   t h e   s e n s o r   r e a d i n g   A CS 712 .   L o a i n s t a l l a t i o n   c o n s i s t s   o f   l ow   l o a i n s t a l l a t i o n ,   m e di um ,   a n d   h i g a s   F i gu r e   1.   A s   a   s w i t c h,   a ut o m a t i c   b r e a ke r s   c a n   b e   us e 220   V   r e l a y   dri v e n   b y   a n   A r du i n o - c o n t r o l l e 5   V   r e l a y .   T h e   s i m u l a t i o n   o a v a i l a b l e   b a t t e r y   c a pa c i t y   fo l l ow s   t h e   c u rr e n t   c a p a b i l i t y   o f   c ha r gi ng   s o l a r   pa n e l s   t o   s e r v e   l o a f o r   e a c c y c l e   w i t h o ut   t e rm i na t i o n.   L o n g   T h e   us a ge   t i m e   o f   a   P o w e r   P l a nt   i s   c a l c ul a t e us i n E q   (2)   t h e   f o l l o w i n g:     T _B a t = ((C_B a t   V )/ 100 0)/ (L / 1 000)                                             (2)     W h e r e   CB a t   i s   t h e   b a t t e r y   c a pa c i t y   (A h ),   T B a t   s h o w s   t h e   a m o unt   o f   t i m e   r e m a i ni n i n   t h e   b a t t e r y   c a pa c i t y ,   L   i s   l o a d   (W a t t s ) ,   a n d   V   b a t t e r y   vo l t a ge   (V o l t s ) .   T hi s   p a pe w i l l   p r e s e nt   a   s t ra t e gy   s i m u l a t i o l o a d   o P V   s y s t e m   w i t a   m i c r o c o n t r o l l e (uC)   c o n t r o l   A r du i n o   t o   f un c t i o a s   a a u t o m a t i c   s w i t c h   S o l a P o w e r   P l a nt s   w i t P L N   a n d   t h e   l o a m a na ge m e nt   f u n c t i o h i g h ,   m e di um ,   a n l o w .           F i gu r e   1 .   D e s i g o f   l o a m a n a ge m e nt   s y s t e m   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   20 ,   N o .   3 D e c e m be r   2 020   :     16 77   -   16 84   1680   In   t h i s   s t udy ,   a   s m a rt   l o a m a n a ge m e nt   a ut o m a t i o s y s t e m   w a s   de s i gn e t ha t   o f f - gr i P V   s y s t e m   a s   t h e   pri m a r y   s o ur c e   a nd  t h e   S t a t e   E l e c t ri c i t y   Co m pa n y   (P e r us a h a a n   L i s t ri N e ga ra ,   P L N a s   a   b a c kup  s o ur c e .   T h e   P V   s y s t e m   s t o r a ge   s a v e s   t h e   e xc e s s   pow e r   ge n e r a t e i n t o   t h e   b a t t e r y .   B y   r e a di ng   t h e   o ut put   v o l t a ge   o f   t h e   b a t t e r y ,   i n f o r m a t i o i s   o b t a i n e d   a b o ut   t h e   e n e r gy   r e m a i ni n g   i t h e   b a t t e r y .   T h e   P V   b a t t e r y   i s   c o nn e c t e t o   t h e   vo l t a ge   s e n s o m o dul e .   T h e   P V   b a t t e r y   o ut put   v o l t a ge   w i l l   b e   r e a b y   t h e   v o l t a ge   s e n s o r   m o dul e ,     w h i c w i l l   b e   t h e   i n p ut   f o r   A r du i n o   m e ga   2560 .   T h e   v o l t a ge   t h a t   i s   r e a by   t h e   v o l t a ge   s e n s o r   w i l l   b e   i n pu t   t A r du i n o   M e ga   2 560 .   W h e r e   w h e t h e   b a t t e r y   vo l t a ge   i s   l e s s   t ha a   c e r t a i s e t t i n g   a n d   t h e   s o ur c e   o f   P L N   i s   a v a i l a b l e ,   A r du i n o   w i l l   r e l a y   t h e   5V   r e l a y   w o r t o   e n e r gi z e d   220  V   r e l a y   (S S R i s   n o rm a l l y   o pe n   (N O )   s o   t ha t   s w i t c h i n o c c ur s   a u t o m a t i c a l l y .   T h e   P L N   s o ur c e   s uppl i e s   t h e   l o a d .   H ow e ve r ,   w h e n   t h e   P V   b a t t e r y   o ut put   vo l t a ge   t ha t   i s   r e a by   a   vo l t a ge   s e n s o r   r e a c h e s   m o r e   t h a a   c e rt a i s e t t i n g,   A rdui n o   w i l l   i nt e r f e r e   w i t h   5V   r e l a y   w o r t o   e n e rgi z e 220  V   r e l a y   (S S R t o   w o r k,   s o   t ha t   s w i t c h i ng  o c c ur s   a u t o m a t i c a l l y .   T h e   P V   s y s t e m   r e s uppl i e s   t h e   l o a d .       4.     R ES U LTS   A N D   A N A L Y S I S   T h e   e xpe r i m e n t a l   r e s ul t s   o f   m e a s ur i ng  t h e   c h a rgi n g   pa n e l   c urr e nt   s o l a r   s y s t e m   i n s t a l l e o n   t h e   4t f l oo r   of   t h e   D e pa r t m e n t   B ui l di n g   E l e c t ri c a l   E n gi n e e r i n g   f o r   f o ur   uni t s   o f   250  W s o l a r   pa n e l s   pe r   u ni t ,     w h i c a r e   i n s t a l l e p a r a l l e l ,   a r e   a s   s h o w n   i F i gu r e   2 .   Co ndi t i o n s   t h e   w e a t h e w h e n   t h e   da t a   c o l l e c t i o n   i s   r e l a t i v e l y   s un n y .   F r o m   t h e   c u r v e ,   i t   a ppe a r s   t h a t   t h e   c h a rgi ng  c urr e n t   ha s   b e gun   t o   e m e r ge   s i n c e   t h e   m o rni n g   a f t e r   s i a n ri s e s   a t   m i dd a y   a n d   b a c do w n   l a t e   i t h e   a f t e rn o o n   u nt i l   6   p. m .   I s u nn y   c o n di t i o n s   a r o u n d   10: 00  t o   a t   14 . 00 ,   t h e   s o l a pa n e l   c h a rgi n g   c u rr e n t   i s   qui t e   l a r ge   s o   t ha t   i t   c a n   s e r v e   l a r ge   l o a ds   a t   o n c e ,     c h a r g i n g   t h e   b a t t e r y   t o   t h e   m a x i m um .   N e v e r t h e l e s s ,   t h e   s i g ni f i c a nt   c h a rgi ng  c u rr e n t   c a n   c ha n ge   a n i s   v e r y   de t e r m i n e d   f r o m   w e a t h e c o n di t i o n s .   C ha r g i n g   c u rr e nt   f l uc t u a t i o n s   a l s o   o c c ur  b e c a us e   of   s u n l i g h t   b l o c ke b y   c l o uds   de s pi t e   f i n e   w e a t h e r.   T h e   D C   v o l t a ge   s e n s o m o dul e   i s   us e d   t o   o b t a i a   l a rge   b a t t e r y   t e rm i na l   v o l t a ge .   R e s i s t a n c e   I nt e rna l   a v e r a ge s   a r e   us e t o   e s t i m a t e   s t a t us   b a t t e r y   c h a rgi ng.   T h e   re m a i ni n g   b a t t e r y   c a pa c i t y   c a b e   o b t a i n e d   f r o m   e qua t i o n   (1) ,   a s   i T a b l e   1.   B a s e o n   t h e   s o l a r   p a n e l   c h a rgi ng  c urr e nt   c u r v e   a n r e s i du a l   b a t t e r y   c a pa c i t y   c a n   b e   a rr a nge l o a di ng  p a t t e rn s .   S o l a r   po w e r   pl a n t s ,   a s   s h o w i n   F i gu r e   3.   D u r i ng  t h e   c ha r gi ng  c u rr e n t   ra n ge   r e l a t i v e l y   l a rge   a b o ve   20  A m pe r e s ,   a   s o l a p o w e r   ge n e r a t i o s y s t e m   w o ul b e   a b l e   t o   s e r v e   h i g h   l o a ds ,   u n de r   i n t e r m e di a t e   c ha r gi ng  c u rr e n t   c o n di t i o n s   10   A   t o   20  A ,   s o l a pow e r   pl a n t s   a r e   g i v e n   a   m e di u m   l o a d.   M e a n w hi l e ,   i f   l e s s   t ha 10   A ,   t h e   l o a di n g   o pt i o n   l o w   us e d.   T he s e   c o n di t i o n s   a pp l y   a l l   d a y ,   l i ke   F i gu r e   3.   H i gh  l o a o pe ra t i o c a b e   o b t a i n e d   i t h e   t i m e   o f   10: 30   t o   1: 30   p . m . ,   t h e   m e di u m   l o a d   s t a rt s   f r o m   6 : 30   p . m .   unt i l   1 0: 30   a nd  s t a rt i n g   a t   13: 3 u nt i l   5 : 30   p . m . ,   W h e r e a s   l o w   l o a o pe r a t i o n s   f o r   ni g ht   c o n d i t i o n s   f r o m   17 : 30   unt i l   6 : 30   i t h e   m o rni n g .             F i gu r e   2 .   T h e   c h a r g i n g   c u rr e nt   c u r v e       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       D e s i gn   of   ar dui no - bas e l oad i ng   m anag e m e n t   s y s t e m   t o   i m p r ov e   c on t i n ui t y   of   s ol ar   pow e r   ( Muhar di k a )   1 681         F i gu r e   3 .   D a i l y   l o a p a t t e rn       T a b l e   1 .   S i m u l a t i o o f   t h e   t i m e   o f   us e ,   c ha r gi ng  c u rr e n t ,   a n d   w e a t h e c o n di t i o n s       T h e   s i m u l a t i o r e s ul t s   a r e   s h o w n   i T a b l e   1   f o r   t hr e e   l o a d i n g   t y pe s ,   i . e . ,   l o w   l o a d   (250   W a t t ) ,   m o de r a t e   (500   W a t t ),   a n d   hi g (750   W a t t ) .   A t   t h e   t i m e   o f   b a t t e r y   c a p a c i t y ,   o n l y   100   A i s   c l o ud y ,   o b e fo r e   ni g h t f a l l   da y s ,   t h e   l o a d   i s   a t   a   l o w   l o a s t a t us .   W i t l o w   l o a us a ge ,   l o n o pe ra t i n g   t i m e   S o l a P ow e r   P l a n t s   a r o u n d   10   h o u r s ,   s t i l l   l e s s   1 . 98   h o ur s   w i t h o ut   e l e c t ri c i t y   s uppl y   f r o m   t he   S o l a P o w e r   P l a n t s .   T h e r e fo r e ,   a s   a   b a c kup   of  e l e c t r i c   po w e r ,   P L N   m us t   s t i l l   b e   us e d.   T h e   s t ra t e gy   of   l o a di ng  t h e   s o l a po w e r   p l a nt s   f o l l ow s   t h e   w e a t h e r   s h o w n   i n   F i gu r e   4 .   D u r i n w e a t h e c o n di t i o n s ,   t h e   c l o ude c h a r gi ng  c u rr e n t   w i l l   de c r e a s e   a n d   ge t   s m a l l e r   w h e n   t h e   w e a t h e r   c o n d i t i o n s   r a i n.   Cha r g i n p a t t e rn  o n   t h e   c o n di t i o c l o ud y   w e a t h e r   o nl y   ope r a t e s   f o r   l o a i n s t a l l a t i o l o w   a n m e di u m .     In  c o n t ra s t ,   i ra i n y   c o n di t i o n s ,   M e di u m   l o a i n s t a l l a t i o n s   w i l l   b e   i n t e rr u pt e a n l e f t   o n l y   l i g h t i n l o a ds   w i t h   a   t o t a l   c a p a c i t y   o f   250  W a t t .   I b r i g ht   t e r m s ,   t h e   b a t t e r y   c h a r g i n g   c urr e nt   i s   l a rge   s uf f i c i e n t   b a t t e r i e s   c a c ha r ge   w h i l e   s e r v i n g   a   b i l o a (H i g h ) .   T h e   de s i g o f   t h e   c o nt r o l   s y s t e m   fo r   l o a d i n g   t h e   S o l a P o w e r   P l a nt   i s   e xpe c t e t o   w o r f o l l ow i n g   t h e   r e m a i ni n g   b a t t e r y   c a pa c i t y   s e t t i n g.   T hi s   s y s t e m   i s   de s i g n e d   t o   w o r t o   m o v e   t h e   s w i t c i f   t h e   v o l t a ge   o f   t h e   S o l a P o w e r   P l a n t   i s   l e s s   t ha n   65% .   T h e   s w i t c w i l l   b e   s w i t c h e t o   a   m e di um   l o a d .           F i gu r e   4 .   T h e   p a t t e rn  o f   l o a f o l l ow s   t h e   w e a t h e du ri n t h e   da y   Ba t t e r y   Ca p a c i t y   k W h     L o a d   (W a t t )   D u ra t i o n   (H o u r s )   Ch a rg i n g   Cu rre n t   ( % )   W e a t h e r   L o a d   S w i t c h   P o s i t i o n   Ba t t e r y   Ca p a c i t y   3 2 0   A h               120   2 , 9 0   750  -   500   3 , 8 9   100   S u n n y   H i g h   100   2 , 6   500  -   250   5 , 0   65   Cl o u d y   M e d i u m   100   2 , 6   < 2 5 0   10   30   Ra i n y   L o w   Ba t t e r y   Ca p a c i t y   2 6 0   A h               60   1 , 4 7   750  -   500   1 , 9 8   65   Cl o u d y   M e d i u m   100   2 , 6   500  -   250   5 , 0   30   Ra i n y   L o w   100   2 , 6   < 2 5 0   10   100   S u n n y   H i g h   Ba t t e r y   Ca p a c i t y   2 0 0   A h               NA   NA   750  -   500   0   100   S u n n y     H i g h   100   2 , 6   500  -   250   5 , 0   65   Cl o u d y   M e d i u m   100   2 , 6   < 2 5 0   10   65   Cl o u d y   M e d i u m   Ba t t e r y   Ca p a c i t y   1 5 0   A h               NA   NA   750  -   500   0   100   S u n n y   H i g h   50   1 , 4   500  -   250   2 , 7   100   S u n n y   H i g h   100   2 , 6   < 2 5 0   10   65   Cl o u d l y   M e d i u m   Ba t t e r y   Ca p a c i t y   1 0 0   A h               NA   NA   750  -   500   0   65   Cl o u d y   M e d i u m   NA   NA   500  -   250   0   100   S u n n y   H i g h     100   2 , 6   < 2 5 0   10   30   Ra i n y   L o w   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   20 ,   N o .   3 D e c e m be r   2 020   :     16 77   -   16 84   1682   M e a n w hi l e ,   w h e n   t h e   P V   s y s t e m   b a t t e r y   i s   m o r e   t h a 65% ,   t h e   s w i t c h   w i l l   r e t u rn  t o   h i g l o a a g a i n.   L i ke w i s e ,   w h e t h e   b a t t e r y   c a pa c i t y   i s   l e s s   t h a 3 0%,   t h e   s w i t c h   w i l l   b e   t ra n s f e r r e d   t o   a   l o w   l o a d.   W h e t h e   r e m a i ni n b a t t e r y   c a pa c i t y   i s   10% ,   a nd  P L N   i s   a v a i l a b l e ,   t h e   s u ppl y   s w i t c h   w i l l   b e   c h a n ge d   t o   P L N .     T h i s   c o n d i t i o n   us e t o   i m p r o v e   r e l i a b i l i t y   a s   l o n a s   t h e   c ha r gi ng  c u rr e n t   f o r   P V   s y s t e m   n o t   y e t   a v a i l a b l e .     W h e n   P L N   go e s   o ut ,   t h e   r e m a i n i ng  10%   c a p a c i t y   of   t h e   s o l a b a t t e r y   s t o r a ge   c a b e   us e t o   ke e t h e   e l e c t ri c i t y   s uppl y   a   l o w   l o a d.   P L N ' s   a v e r a ge   s y s t e m   i n t e rr up t i o n   (S A ID I)   du ra t i o f o r   201 i s   1 4. 61   h o u r s / y e a r ,   a nd  P L N ' s   a v e r a ge   s y s t e m   i n t e r f e r e n c e   (S A IF I)  f r e que n c y   i n de i s   9 . 6 t i m e s / y e a r   [24 ] .   O a v e r a ge ,   t h e   du ra t i o n   o f   a   P L N   o ut a ge   i s   a r o u n d   t w o   h o u r s   /   i nt e rrupt   t i m e ,   s o   a   10%   s e t t i n g   o f   @ 200A b a t t e r y   c a pa c i t y   i s   s uf f i c i e n t   t o   s e r v e   l ow   l o a ds   o ve r c o m i n g   a   P L N   o ut a ge .   T h e r e f o r e ,   t h e   A r du i n o - b a s e ge n e ra t i o c o n t r o l   s y s t e m   c a n   l a t e i n c r e a s e   t h e   e l e c t ri c i t y   s uppl y   of   s o l a po w e r   pl a nt s   a n d   i m p rov e   t h e   c o n t i n u i t y   of   e l e c t r i c i t y   s uppl y .   Th e   l o a d i n g   m a n a ge m e nt   s y s t e m   w a s   de s i g n e b a s e o P V   b a t t e r y   o pe n - c i r c ui t   v o l t a ge   a n d   t e rm i na l   vo l t a ge   p a r a m e t e r s ,   a s   s h o w n   i F i gu r e   5 .   W h e n   t h e   s e t   po i nt   o f   t h e   L M S   s e t t i n g   r e a c h ,   L M S   w i l l   b e   o pe r a t e t o   t ra n s f e r   t h e   l o a d   s upp l y .   B a s e o t h e   s i m u l a t i o t ha t   ha s   b e e n   do n e   w i t s e v e r a l   c o n d i t i o n s   s h o w s   t ha t   L M S   ha s   w o r ke f o l l ow i n p r e de t e r m i n e s e t t i n gs .   If   t h e   P V   b a t t e r y   vo l t a ge   i s   100%   t h e i t   c a s uppl y   hi g h   l o a ds ,   b ut   i f   t h e   P V   b a t t e r y   i s   l e s s   t ha n   65%   t h e n   t h e   l o a d   t ha t   c a n   b e   s uppl i e i s   a   m e di um   l o a d ,   a n d   i f   t h e   P V   b a t t e r y   i s   l e s s   t h a 30%   t h e n   t h e   l o a t h a t   c a n   b e   s uppl i e i s   a   l o w   l o a d.   If   t h e   P V   b a t t e r y   i s   l e s s   t ha n   10 a n P L N   a v a i l a b l e ,   L M S   t ra n s f e rr e t o   P L N .   W h e r e   a s   w h e t h e   P V   b a t t e r y   i s   m o r e   t ha 10 %,   L M S   s w i t c h e s   a ga i t o   t h e   P V   s y s t e m .           F i gu r e   5 .   L M S   m e c h a ni s m   de s i g n e d       T h i s   s y s t e m   w o r ks   c o n t i n uo us l y   c h e c ki n g   t h e   b a t t e r y   c a pa c i t y ,   w e a t h e 100% ,   65% ,   a n d   30 t o   b e   a b l e   t o   de t e rm i n e   t h e   s t a t us   o f   l o a di n a n d   s uppl y .   T hi s   c o n d i t i o w a s   a l s o   i n f l ue n c e by   c h a r gi ng  c u rr e n t   duri n g   t h e   da y t i m e .   T h e   i n di c a t o t ha t   t h e   b a t t e r y   c a a l s o   be   c h a rge w h i l e   s e r v i n g   a a dj us t e d   t y pe   o f   l o a d.   S a m e   a s   t h e   p r e v i o us   r e s e a r c [25]   f o r   a u t o m a t i c   t r a n s f e s w i t c (A T S )   t e s t i ng  o s e v e r a l   t y pe s   of   l o a ds ,   t h e r e   i s   n o   l o a i nt e rrupt i o n   du r i ng  L M S   o pe r a t i o t o   c ha n ge r   po w e r   s upp l y .   T h e   m a i n   p u r po s e   of   t h i s   s y s t e m   ha v e   b e e n   a c hi e v e d.   T h e   c h a r g i n g   c o n di t i o n s   n e e t o   b e   c o n s i de re f o r   p r a c t i c a l   a pp l i c a t i o n s   b e c a us e   t h e r e   i s   n o   c h a r g i n g   v o l t a ge   f r o m   t h e   P V   pa n e l   du ri n g   n i g ht   o pe r a t i o n s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       D e s i gn   of   ar dui no - bas e l oad i ng   m anag e m e n t   s y s t e m   t o   i m p r ov e   c on t i n ui t y   of   s ol ar   pow e r   ( Muhar di k a )   1683   5.     C O N C LU S I O N   T h e   m a na ge m e n t   s y s t e m   f o r   l o a d i n g   s o l a po w e r   p l a nt s   ha s   b e e n   de s i g n e t o   ke e u p   w i t s u nn y ,   c l o ud y ,   o r   ra i n y   w e a t h e c o n di t i o n s   a t   n i g h t ,   t a ki n g   i n t o   a c c o un t   t h e   r e m a i n i ng  c a pa c i t y   o f   a   us a b l e   b a t t e r y .   B a t t e r y   c h a rgi n g   c u rr e n t   a nd  r e m a i n i n g   b a t t e r y   c a pa c i t y   i s   p a ra m e t e c o n t r o l   s y s t e m s   t h a t   f u n c t i o t o   m o v e   t h e   r e l a y   a s   a   l o a b r e a ke r   o r   v i c e   v e r s a .   D u r i n d a y t i m e   a n s unn y   w e a t h e r   c o n d i t i o n s ,   t h e   c ha r g i n c u rr e n t   o s o l a pa n e l s   i s   l a r ge   e n o ug h   t o   b e   a b l e   t o   s e r v e   h i g l o a ds   w hi l e   s i m ul t a n e o us l y   c h a r gi n g   b a t t e ri e s   o pt i m a l l y ,   b ut   i f   t h e   w e a t h e i s   c l o udy   a nd  ra i n y   c o n di t i o n s   a r e   a l s o   p a ra m e t e r s   o f   l o a d   s w i t c h i ng.   A t   n i g ht   o i ra i n y   w e a t h e c o n di t i o n s ,   t h e r e   i s   n o   b a t t e r y   c h a r g i n g   c u rr e nt .   T h e   r e m a i n i ng  b a t t e r y   c a pa c i t y   i s   a   r e f e r e n c e   f o r   t h e   s w i t c h   t o   w o r k   a u t o m a t i c a l l y ,   a t   t h e   t i m e   o f   b a t t e r y   vo l t a ge .   T h e   S o l a P o w e r   P l a nt   i s   l e s s   t h a 6 5%,   t h e   s w i t c w i l l   b e   t r a n s f e rr e t o   t h e   m e d i um   l o a d,   a n w h e n   t h e   b a t t e r y   c a pa c i t y   i s   l e s s   t h a 30% ,   t h e   s w i t c h   w i l l   s w i t c t o   a   l o w   l o a d.   T h e r e f o r e   t h e   a v a i l a b l e   S o l a P o w e r   P l a n t   c a pa c i t y   fo l l ow s   t h e   a b i l i t y   w h e c ha r g i n g   s o l a r   p a n e l s   t o   b e   a b l e   t o   s e r v i c e   t h e   l o a f o r   e a c h   c y c l e   w i t h o ut   s t o ppi ng .   P L N   s upp l y   i s   o n l y   us e a s   a   b a c kup  w h e t h e   r e m a i ni n g   b a t t e r y   c a pa c i t y   i s   l e s s   t h a 1 0%  t o   a nt i c i p a t e   P L N   o ut a ge s .       A C K N O WL ED G E M EN TS   T h e   a ut h o r s   g ra t e f ul l y   a c kn o w l e dge   t h e   a s s i s t a n c e   r e n de r e by   D R P M   K e m R i s t e k/ BR IN   fo r   t h e   na n c i a l   s uppo r t   u n de r   T e s i s   M a gi s t e R e s e a r c G r a nt   2 020   (Co n t ra c t   N o .   034/ S P 2H / L T / D R P M / 2020) .       R EF ER EN C ES   [ 1]   S una r y o   a nd   D .   N u r a c hm a n ,   P r o pul s i o n   s y s t e m   a na l y s i s   f o r   s o l a r - po w e r e d   e l e c t r i c   w a t e r   r e c r e a t i o na l ,   i n   E 3S   W e of   C on f e r e nc e s ,   pp.   1 7,   2 018 .   [ 2]   S y a f i i   a nd   R .   N a z i r ,   P e r f o r m a nc e   a n e ne r gy   s a v i ng   a na l y s i s   o f   g r i c o nne c t e d   pho t o v o l t a i c   i n   W e s t   S um a t e r a ,   I n t .   J .   P ow e r   E l e c t r on .   D r i v e   Sy s t . ,   v o l .   7,   no .   4 ,   2016 .   [ 3]   I nd o ne s i a _G o v _R e g _N o . 79_201 4,   T e t a ng :   K e bi j a k a E ne r g i   N a s i o na l ,   20 14 ,   ( ht t p: / / w w w . de n . g o . i d/ upl o a d / k e n/ ppke n. pdf ) .   201 4.   [ 4]   T .   R .   A y o de l e ,   A .   S .   O .   O g un j uy i g be ,   K .   O .   A kpe j i ,   a nd   O .   O .   A k i no l a ,   P r i o r i t i z e d   r ul e   ba s e d   l o a d   m a n a g e m e nt   t e c hni que   f o r   r e s i de nt i a l   bui l d i ng   po w e r e by   P V / ba t t e r y   s y s t e m ,   E ng.   Sc i .   T e c h no l .   an   I nt .   J . ,   201 7.   [ 5]   M .   M i r z a e i   a nd   M .   Z .   M o hi a ba di ,   C o m pa r a t i v e   a na l y s i s   o f   e ne r g y   y i e l o f   di f f e r e n t   t r a c k i ng   m o de s   o f   P V   s y s t e m s   i s e m i a r i d   c l i m a t e   c o ndi t i o ns :   T he   c a s e   o f   I r a n,   R e ne w .   E ne r gy ,   v o l .   1 19,   p p.   00 409 ,   201 8.   [ 6]   M .   R .   N .   C hi nm a y   K . N . ,   K um a r i   K ,   E c o no m i c a l   m a na g e m e n t   o f   m i c r o g r i f o r   o pt i m a l   p a r t i c i p a t i o n   i n   e l e c t r i c i t y   m a r ke t ,   J .   E ne r g y   St or age ,   v o l .   21 ,   p p.   65 7 - 664 F e b r ua r y   2019 .   [ 7]   S .   G ha z a l i ,   R .   P ut r a ,   a nd   H .   P ut r a ,   O n l i ne   m o ni t o r i ng   o f   g r i d   c o nne c t e d   r e s i de n t i a l   pho t o v o l t a i c   s y s t e m   us i ng   z i g be e   a nd  w e b   s e r v e r ,   I n done s .   J .   E l e c t r .   E ng .   C om pu t .   Sc i . ,   v o l .   7,   no .   3 ,   pp.   6 68 6 75,   2 017 .   [ 8]   S y a f i i ,   R .   N a z i r ,   K a m s ho r y ,   a n d   M .   H a di ,   I m pr o v e   dua l   a x i s   s o l a r   t r a c ke r   a l g o r i t hm   ba s e d   o n   s un r i s e   a nd   s uns e t   po s i t i o n,   J .   E l e c t r .   S y s t . ,   v o l .   11 ,   no .   4,   20 15 .   [ 9]   J .   A hm e d   a n d   Z .   S a l a m ,   A   M o di f i e d   P & O   M a xi m um   P o w e r   P o i nt   T r a c ki ng   M e t ho W i t h   R e duc e d   S t e a dy - S t a t e   O s c i l l a t i o a nd   I m pr ov e T r a c k i ng   E f f i c i e nc y ,   I E E E   T r a ns .   Sus t a i n.   E ne r gy ,   v o l .   7 ,   no .   4 ,   pp .   1506 151 5,   20 16 .   [ 10]   H .   A .   K a z e m ,   R e ne w abl e   and  S us t ai nab l e   E ne r gy ,   P r i nc i pl e s   a nd  A p pl i c a t i ons , .   L A P   L A M B E R T   A c a de m i c   P ubl i s h i ng ,   20 13.   [ 11]   D .   M .   M .   S .   S o pi a n   K ,   E l br e ki   A . M   ,   R us l a M . H . ,   A l i   N a j a h   A l - S ha m a ni ,   E l hub   B . ,   A z he r   M .   A be d,   H us a m   A bdul r a s o o l   H a s a n,   A   s t a nd - a l o ne   P ho t o v o l t a i c   S y s t e m   D e s i g a nd   S i z i ng :   a   G r e e nho us e   A ppl i c a t i o i n   S a b ha   C i t y:   C a s e   s t udy   i L i b y a ,   i T he   3r E ng i ne e r i ng   Sc i e nc e   A nd  T e c hn o l ogy   V o l .   3,   I n t e r na t i o nal   C on f e r e nc e   ( E ST I C ) 2016 .   [ 12]   Y .   J .   C a m p a na   P .   E . ,   W ä s t ha g e   L . ,   N o o kue a   W . ,   T a Y . ,   O p t i m i z a t i o a nd   a s s e s s m e n t   o f   f l o a t i ng   a nd   f l o a t i ng - t r a c k i ng   P V   s y s t e m s   i n t e g r a t e d   i n   o n -   a n o f f - g r i d   hy br i d   e n e r g y   s y s t e m s ,   S ol .   E ne r gy ,   v o l .   177 ,   pp .   782 795 ,   20 19 .   [ 13]   M .   L .   R .   R a j e s w a r i   a nd   C .   V .   K .   B ha nu ,   D e s i g o f   S t a nd - A l o ne   P ho t o vo l t a i c   S y s t e m     A   C a s e   S t u dy ,   I n t .   J .   E n g.   R e s .   A p pl . ,   v o l .   3,   no .   2 ,   pp.   5 10 5 15,   2 013 .   [ 14]   S .   R .   S a l ku t i ,   O p t i m a l   o pe r a t i o m a na g e m e n t   o f   g r i d - c o nn e c t e m i c r o g r i ds   unde r   unc e r t a i n t y ,   I nd one s .   J .   E l e c t r .   E ng.   C om p ut .   Sc i . ,   v o l .   16 ,   no .   3,   pp .   116 3 11 70,   2 019 .   [ 15]   R .   N a z i r ,   K .   K a na d a ,   S y a f i i ,   a nd   P .   C o v e r i a ,   O p t i m i z a t i o a c t i v e   a nd  r e a c t i v e   po w e r   f l o w   f o r   P V   c o nne c t e t o   g r i d   s y s t e m   us i ng   N e w t o R a p hs o m e t ho d,   i n   E ne r g y   P r oc e di a ,   v o l .   6 8,   201 5 .   [ 16]   T .   K h e ng w e e ,   P .   R .   P .   H o o l e ,   K .   P i r a p a ha r a n,   A .   M .   A .   H a i da r ,   a n S .   R .   H .   H o o l e ,   A   r e v i e w   o f   s a r a w a o f f - g r i d   r e ne w a b l e   e ne r gy   po t e nt i a l   a nd  c ha l l e ng e s ,   J .   T e l e c om m un .   E l e c t r on .   C om pu t .   E ng . ,   v o l .   9 ,   no .   3 10 ,   p p.   29 3 3,   2017 .   [ 17]   I .   N .   S .   K um a r a ,   T .   U r m e e ,   Y .   D i v a y a na ,   I .   .   S e t i a w a n ,   A .   A .   G .   .   P a w i t r a ,   a n A .   J a y a ,   I m pl e m e nt a t i o o f   G r i d - c o nne c t e P V   P l a n t   i R e m o t e   L o c a t i o i S um b a w a   I s l a nd  o f   I ndo ne s i a :   L e s s o L e a r ne d,   i I n t e r nat i on al   C onf e r e nc e   on   Sm a r t   G r e e T e c hno l og y   i n   E l e c t r i c a l   and   I n f o r m at i on  S y s t e m s ,   I C SG T E I S   20 18 ,   pp .   203 209 ,   201 8 .   [ 18]   S y a f i i ,   Z a i n i ,   D .   J u l i a nd r i ,   a nd   W a t i ,   D e s i g a nd   E c o no m i c   A na l y s i s   o f   G r i d -   C o nne c t e d   P ho t o v o l t a i c   o E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng   B ui l d i ng   i U n i v e r s i t a s   A nda l a s ,   I nt .   J .   E n g.   T e c hn ol . ,   v o l .   10 ,   no .   4 ,   pp .   1093 110 1,   20 18 .   [ 19]   H .   Y a ng ,   G .   Z he ng ,   C .   L o u,   D .   A n,   a nd   J .   B ur ne t t ,   G r i d - c o nne c t e bui l d i ng - i nt e g r a t e p ho t o vo l t a i c s :   A   H o ng   K o ng  c a s e   s t u dy ,   So l .   E ne r g y ,   20 04.   [ 20]   L .   O l a t o m i w a ,   O p t i m a l   c o nf i g ur a t i o a s s e s s m e n t s   o f   h y br i r e ne w a bl e   po w e r   s upp l y   f o r   r ur a l   h e a l t hc a r e   f a c i l i t i e s ,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   20 ,   N o .   3 D e c e m be r   2 020   :     16 77   -   16 84   1684   E ne r gy   R e po r t s ,   v o l .   2,   pp .   141 146 ,   201 6.   [ 21]   A .   H a g hi g ha t   M a m a g ha n i ,   S .   A .   A v e l l a   E s c a ndo n,   B .   N a j a f i ,   A .   S hi r a z i ,   a n F .   R i na l d i ,   T e c hno - e c o no m i c   f e a s i b i l i t y   o f   ph o t o vo l t a i c ,   w i nd ,   d i e s e l   a nd   hy br i d   e l e c t r i f i c a t i o s y s t e m s   f o r   o f f - g r i r ur a l   e l e c t r i f i c a t i o i n   C o l o m bi a ,   R e ne w .   E ne r gy ,   v o l .   97,   p p.   29 3 30 5,   20 16 .   [ 22]   N .   Y i m e n,   O .   H a m a nd j o da ,   L .   M e v a a ,   B .   N dz a n a ,   a nd   J .   N g a nho u,   A na l y z i ng   o f   a   pho t o vo l t a i c / w i nd / b i o g a s / pum pe d - hy dr o   o f f - g r i hy br i s y s t e m   f o r   r ur a l   e l e c t r i f i c a t i o i S ub - S a h a r a A f r i c a   -   C a s e   s t udy   o f   D j o undé   i n   N o r t h e r n   C a m e r o o n,   E ne r gi e s ,   v o l .   11 ,   no .   10,   201 8.   [ 23]   S .   H y br i d ,   I nv e r t e r   L um i no us   1500V A ,   20 19.   [ O nl i n e ] .   A v a i l a bl e :   ht t ps : / / l um i no us . c o . i d / i nv e r t e r / s o l a r - hy br i d/ .   [ 24]   K e pm e n - E S D M - N o . 156 K / 21 / M E M / 2 018 ,   R e nc a n a   U s a ha   P e ny e di a a n   T e na g a   L i s t r i k   2017 ,   P T . P L N   ( P e r s e r o )   T a hun   20 18 - 2027 ,   201 8.   [ 25]   S y a f i i ,   S .   A .   P ut r i ,   a nd   Y .   M a y ur a ,   I m pr ov e   c o nt i nu i t y   s up pl y   o f   pv   s y s t e m   us i ng   a r du i no - ba s e d   t r a n s f e r   s w i t c h ,   I nt .   J .   S c i .   T e c hno l .   R e s . ,   v o l .   9 ,   no .   2,   pp .   768 77 2,   20 20.       B I O G R A P H I ES   O F   A U T H O R S       M uh a r d i ka   r e c e i v e a   B a c he l o r   o f   A ppl i e d   S c i e nc e   d e g r e e   i n   e l e c t r i c a l   e ng i n e e r i ng   f r o m   P a d a ng   S t a t e   U ni v e r s i t y   i 2015 .   H e   i s   c ur r e n t l y   a   P o s t g r a du a t e   S t ud e n t   i n   E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng ,   A nda l a s   U ni v e r s i t y ,   I ndo ne s i a .   H i s   r e s e a r c i nt e r e s t s   a r e   ne w   a nd   r e ne w a b l e   e n e r g y ,   s m a r t   g r i ds .           S y a f i i   r e c e i v e a   B . S c   d e g r e e   i n   e l e c t r i c a l   e ng i n e e r i ng   f r o m   t he   U n i v e r s i t y   o f   N o r t S um a t e r a ,   i n   1997   a nd   M . T .   d e g r e e   i n   e l e c t r i c a l   e ng i ne e r i ng   f r o m   B a nd ung   I ns t i t ut e   o f   T e c hno l o gy ,   I ndo ne s i a ,   i n   20 02   a n d   a   P h. D .   de g r e e   f r o m   U n i v e r s i t i   T e kno l o g i   M a l a y s i a   i n   2011 .   H e   i s   c ur r e n t l y   a   s e n i o r   l e c t u r e r   i n   t h e   D e p t .   o f   E l e c t r i c a l   E ng i n e e r i ng ,   U ni v e r s i t a s   A nda l a s ,   I ndo ne s i a .   H i s   r e s e a r c h   i nt e r e s t s   a r e   ne w   a n r e n e w a b l e   e n e r g y ,   s m a r t   g r i d   a nd   po w e r   s y s t e m   c o m put a t i o n         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.