AKI (pertemuan III) Umar Muhammad, ST

AKI atau Baterai Salah satu komponen dalam Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Surya Fotovoltaik adalah komponen baterai, yang merupakan jantung sistem untuk bekerja pada malam hari.

Fungsi Baterai Baterai menyimpan energi listrik yang dihasilkan modul surya pada saat matahari bersinar, dan baterai akan mengeluarkan kembali energi listrik pada saat modul surya tidak dapat lagi menghasilkan energi listrik.

Pada kondisi normal baterai dipergunakan saat malam hari atau saat cuaca berawan, akan tetapi jika terjadi kondisi beban yang berlebih pada siang hari, baterai dapat dipergunakan menambah beban yang dihasilkan modul surya.

Baterai Lead-Acid Baterai lead-acid adalah suatu alat yang memanfaatkan reaksi kimia untuk menyimpan energi listrik. Baterai lead-acid memanfaatkan kombinasi dari pelat timah (lead) dan elektrolit asam sulfat encer (acid) untuk mengubah energi listrik menjadi energi potensial kimia dan mengubahnya kembali menjadi energi listrik.

Baterai Lead-Acid Berdasarkan Siklus Secara umum terdapat dua macam baterai yang dibuat manufaktur yakni: baterai Starting; baterai Deep-cycle

Baterai Starting Baterai Starting dibuat untuk memungkinkan penyalaan mesin atau starting engine. Baterai starting memiliki banyak pelat tipis yang memungkinkan untuk melepaskan energi listrik yang besar dalam waktu yang singkat.

Baterai Starting Baterai starting tidak dapat dipaksa untuk melepaskan energi listrik terlalu besar dalam selang waktu yang panjang, karena konstruksi pelat-pelat yang tipis akan cepat rusak pada kondisi tersebut.

Baterai Starting

Baterai Deep-Cycle Baterai Deep-Cycle dibuat dengan pelat lebih tebal yang memungkinkan untuk melepaskan energi listrik dalam selang waktu yang panjang Baterai deep cycle tidak dapat melepaskan energi listrik secepat dan sebesar baterai starter, tetapi baterai ini dimungkinkan untuk dapat menyalakan mesin

Baterai Deep-Cycle Semakin tebal pelat baterai semakin panjang usia baterai yang diharapkan

Baterai Deep-Cycle

Berat suatu baterai merupakan salah suatu indikator dari pelat yang digunakan dalam suatu baterai. Semakin berat suatu baterai untuk ukuran grup yang sama akan semakin tebal pelat baterai tersebut, dan semakin tahan terhadap pelepasan energi listrik secara berlebihan.

Baterai Lead-Acid Berdasarkan Disain Kontener Kontener baterai dibuat dalam beberapa macam konfigurasi: Flooded Cell Sealed Cell/Valve Regulated Lead Acid (VRLA)

Flooded Cell Flooded Cell adalah disain kontener baterai, dimana elektrolit bebas tersedia dalam jumlah berlebih dan produk hasil elektrolisa air (gas H2 dan O2) dapat dikeluarkan secara bebas melalui ventilasi Kontener baterai Flooded Deep Cycle atau Flooded Starter biasanya mempunyai penutup sel yang memungkinkan untuk menambah air aki yang hilang karena terbentuknya Hidrogen dan Oksigen pada proses charging/pengisian.

Flooded Battery juga dikenal dengan nama Vented Cell.

Konstruksi baterai flooded cell

Sealed Cell Sealed Cell adalah desain kontainer yang tertutup rapat dan dilengkapi dengan sebuah valve/ katub, yang akan terbuka jika tekanan gas hasil elektrolisa air melebihi suatu harga tekanan tertentu, untuk melepaskan gas keluar kontener. Kontener jenis ini lebih dikenal dengan VRLA (Valve Regulated Sealed Lead Acid).

Kontener Baterai VRLA tidak mempunyai penutup sel, dan bekerja pada tekanan konstan 1 sampai 4 psi (pound per square inch). Tekanan ini akan membantu mengembalikan 99% Hidrogen dan Oksigen yang terbentuk pada proses charging/pengisian untuk kembali menjadi air. Jadi pada baterai VRLA tidak memungkinkan untuk dilakukan penambahan air. Jenis VRLA yang paling umum digunakan adalah Gelled VRLA dan AGM VRLA.

Pada saat baterai mengeluarkan arus listrik/discharge, komponen aktif pada elektroda (PbO2 pada elektroda positif, dan Pb pada elektroda negatif) bereaksi dengan Asam Sulfat untuk membentuk Garam Sulfat dan Air. Sedangkan pada saat pengisian listrik/charge, garam sulfat pada kedua elektroda berubah kembali menjadi PbO2 pada elektroda positif, Pb pada elektroda negatif serta ion sulfat (SO4) kembali menjadi asam sulfat.

Sel Baterai Sel baterai adalah komponen individu terkecil dari sebuah baterai yang terdiri dari kontener dimana di dalamnya terdapat pelat timah dan tempat elektrolit bereaksi.

Tegangan Sel Tegangan sel berkisar antara 2,12 volt pada kondisi baterai penuh sampai dengan 1,75 volt pada kondisi baterai kosong. Semua baterai lead-acid beroperasi berdasarkan reaksi kimia yang sama.

Tegangan nominal baterai bergantung pada jumlah sel yang dirangkai secara seri. Jadi baterai dengan tegangan nominal 12 volt tersusun secara seri dari 6 buah sel.

State of Charge State of Charge (SOC) merupakan suatu ukuran seberapa penuhnya muatan listrik dalam baterai. Hubungan antara tegangan dengan SOC sangat bergantung pada temperatur baterai. Baterai dengan temperatur rendah akan memperlihatkan tegangan yang lebih rendah pada kondisi penuh dibandingkan dengan baterai dengan temperatur lebih tinggi.

Oleh karena itu beberapa regulator atau sistem charging dilengkapi dengan sensor temperatur pada sisi baterai.

Deep of Discharge Deep of Discharge (DOD) merupakan suatu ukuran seberapa dalam/seberapa banyak muatan listrik telah dilepaskan/dikeluarkan dari sebuah baterai. Jika baterai penuh atau 100% SOC, maka DOD baterai tersebut adalah 0%; sebaliknya jika baterai kosong atau 0% SOC maka DOD Baterai tersebut 100%. Semakin dalam sebuah baterai muatannya dikeluarkan secara rata-rata maka semakin pendek usia baterai dan dinyatakan dalam Cycle Life.

Kapasitas Baterai Kapasitas suatu baterai dinyatakan dalam Ampere hour (Ah) atau Amper-Jam, yang merupakan suatu ukuran seberapa besar energi listrik yang dapat disimpan pada suatu tegangan nominal tertentu. Kapasitas suatu baterai bersifat aditif jika baterai dihubungkan secara paralel.

Jika tiga baterai dengan tegangan 12 volt dan kapasitas 100Ah dihubungkan secara seri, maka tegangan akan menjadi 36 volt sedangkan kapasitas tetap 100Ah (3600 watt-hour). Jika tiga baterai dengan tegangan 12 volt dan kapasitas 100Ah dihubungkan secara paralel, maka tegangan akan tetap 12 volt sedangkan kapasitas menjadi 300Ah (3600 watt-hour).

Hubungan baterai secara seri

Hubungan baterai secara paralel

Hubungan baterai secara seri-paralel

Next time