Sistem Fotovoltaik Surya

Komponen kunci dalam sistem pembangkit listrik tenaga surya adalah inverter fotovoltaik, yang mengubah arus searah tegangan tinggi yang dihasilkan oleh panel surya menjadi arus bolak-balik. Inverter fotovoltaik secara garis besar dapat dibagi menjadi tiga kategori berdasarkan peringkat daya: inverter daya tinggi tiga fase dengan daya keluaran lebih besar dari 6 kW, inverter daya menengah satu fase dengan daya keluaran berkisar antara 1 kW hingga 6 kW, dan inverter mikro dengan daya keluaran di bawah 1 kW. Dalam beberapa tahun terakhir, inverter berdaya menengah dan rendah semakin mendapat perhatian di pasar fotovoltaik. Karena keluaran dayanya yang relatif rendah, inverter ini terutama digunakan dalam sistem pembangkit listrik tenaga surya terdistribusi dalam microgrid.

Sebagai node dalam microgrid, inverter ini dikerahkan dalam jumlah besar di area tertentu. Misalnya, di kawasan seperti Eropa dan Amerika Serikat, banyak rumah tangga yang memasang inverter berdaya menengah hingga rendah di atap rumah. Demikian pula, stasiun kereta api atau atap pabrik dapat memanfaatkan sejumlah besar inverter ini untuk membentuk pembangkit listrik skala kecil. Distribusi yang luas ini memerlukan pengelolaan inverter yang efektif di area tertentu untuk memastikan pengoperasian yang efisien, aman, dan stabil, sekaligus memungkinkan respons permintaan yang tepat waktu. Pendekatan manajemen melibatkan melengkapi inverter dengan modul komunikasi, yang memungkinkan sistem pengawasan memantau status semua inverter dan melakukan fungsi kontrol dan penjadwalan sesuai kebutuhan.

Metode komunikasi yang andal, hemat biaya, dan mudah dirawat sangat penting untuk konektivitas inverter fotovoltaik. Saat ini, metode yang paling umum mencakup komunikasi nirkabel (misalnya Wi-Fi, LoRa), RS485, dan Power Line Communication (PLC). Komunikasi nirkabel menghilangkan kebutuhan akan kabel, menghemat kabel komunikasi dan tenaga instalasi. Namun, hal ini sangat bergantung pada kondisi lingkungan dan rentan terhadap gangguan dari penghalang panel surya dan gangguan elektromagnetik.

RS485 menawarkan komunikasi yang stabil dan kemampuan anti-interferensi yang kuat, namun memerlukan biaya yang signifikan dan potensi risiko selama instalasi awal serta pengoperasian dan pemeliharaan selanjutnya. Sebaliknya, PLC memanfaatkan saluran listrik yang ada untuk transmisi data, menghilangkan kebutuhan akan kabel tambahan, mengurangi biaya tenaga kerja dan material, dan memungkinkan komunikasi efektif dengan biaya lebih rendah sekaligus menawarkan keandalan yang lebih baik dibandingkan solusi nirkabel.

Dengan mengintegrasikan modul PLC, sistem inverter fotovoltaik menjadi sebuah node di microgrid, yang mampu menerima data apa pun yang dikirimkan melalui smart grid. Hal ini memfasilitasi perluasan fungsional lebih lanjut di masa depan.

Gambar 1 menunjukkan diagram blok sistem regional untuk peralatan pembangkit listrik fotovoltaik dengan fungsi PLC. Dalam pengaturan ini, perangkat transceiver PLC dipasang pada inverter fotovoltaik yang terikat jaringan dalam area tertentu, membentuk topologi komunikasi yang menggunakan saluran listrik sebagai bus komunikasi. Di antara sejumlah perangkat tertentu dalam jarak tertentu, modem transceiver diperlukan untuk melakukan pemrosesan data dalam area tersebut. Selain itu, komputer pengawas dapat ditambahkan untuk mengirimkan data melalui jaringan lapisan atas.