Rumah solar off grid politeknik merlimau

RUMAH SOLAR OFF GRID: MENJANA APLIKASI PERALATAN ELEKTRIK PEMBENTANG: SARIATI BINTI DALIB Politeknik Merlimau Melaka sariati@pmm.edu.my AHLI: MOHD JAMHARI ISMAIL BIN MD TOKIT Politeknik Merlimau Melaka jamhari@pmm.edu.my

KAMALIAH HANIM BT SAMHUDI KAMIL 1 Politeknik Merlimau Melaka kamaliah@pmm.edu.my

1. Pengenalan 2. Penyataan Masalah 3. Objektif Penyelidikan 4. Kepentingan Kajian 5. Analisis Data Kajian 6. Perbincangan 7. Kaedah Perlaksanaan

8. Keputusan 9. Cadangan Penambahbaikan dan Rumusan 2

PENGENALAN EMPLOYABLE / ENTREPRENEURIAL GRADUATES

Institut Penyelidikan, Inovasi dan Keusahawanan

Peningkatan Kemahiran pensyarah

3

4

Melaka Bandar Teknologi Hijau

Menetapkan matlamat untuk mencapai Negeri Bandar Teknologi Hijau menjelang tahun 2020.

5

Petikan kata-kata Ketua Menteri Melaka Datuk Seri Mohd. Ali bin Rustam Semua institusi pengajian tinggi (IPT) diminta bekerjasama untuk mengembangkan penyelidikan, pembangunan dan aktiviti inovasi teknologi hijau ke arah pengkomersialan.

Sumber: Utusan Malaysia 10 Mac 2011 6

Status Pengguna Solar Di Malaysia

Sumber :http://www.seda.gov.my/go-home.php 7

STATUS PENGGUNA SOLAR DI MELAKA

Sumber :http://www.seda.gov.my/go-home.php 8

• Tenaga solar  satu sumber tenaga yang

diperbaharui, yang tahan lama dan mesra alam.

• Iklim tropika Malaysia, yang secara purata menerima tujuh jam cahaya matahari sehari, sesuai untuk menghasilkan elektrik berasaskan solar • Lokasi Malaysia berhampiran khatulistiwa kondusif untuk pengeluaran tenaga solar

9

Sistem Rumah Solar Off-Grid

Sumber: Insteading (http://s.tt/12O89)

• 100 peratus kuasa dijana daripada panel solar. • Kelebihan : dapat mengurangkan kos bil elektrik, kebebasan daripada kenaikan kadar faedah, bekalan kuasa tetap ada semasa bekalan tenaga (TNB) terputus. • Kelemahan : memerlukan kapasiti bank bateri yang besar, kekurangan kuasa jika cahaya matahari tiada, tiada kuasa tambahan jika berlaku sistem musnah akibat bencana dan sebagainya.

10

Sistem Rumah Solar Grid-Tied •

Kuasa solar adalah punca kuasa utama tetapi punca kuasa tetap disambung pada grid.

•

Kelebihan : a) Fleksibiliti dalam mendapatkan kuasa tambahan. b) Kuasa berlebihan yang dijana oleh solar boleh dieksport semula ke grid.

Pengguna boleh mendapat keuntungan daripada syarikat pembekal kuasa seperti TNB melalui kaedah ini. c) Semasa kecemasan, elektrik diperolehi daripada grid dengan kadar kos yang lebih rendah atau percuma.

Sumber: Insteading (http://s.tt/12O89)

•

Kelemahan : Lokasi perlu berdekatan dengan berdekatan dengan talian penghantaran.

11

• Hampir keseluruhan sumber tenaga datang dari pembakaran bahan fosil (minyak bumi, gas alam dan batu bara) yang akan mencemarkan alam. • Bahan fosil ini semakin berkurangan sekiranya penggunaannya berterusan. • Kerajaan menggalakkan semua pihak menjalankan penyelidikan dan pembangunan (R&D) bagi menghasilkan tenaga alternatif. • Sumber rujukan penggunaan tenaga solar secara realiti diperlukan bagi memberi gambaran jelas penjanaan tenaga elektrik dan aplikasi peralatan eletrik.

12

1. Membina satu rumah solar off-grid sebagai contoh bagi penggunaan tenaga solar di Politeknik Merlimau dengan mengubahsuai sebuah rumah sampah yang tidak digunakan lagi.

2. Menjadikan PMM sebagai perintis penggunaan tenaga solar dikalangan politeknik Malaysia.

13

a) Penghasilan rumah solar untuk menjana tenaga solar bertujuan mengurangkan kos penggunaan tenaga elektrik sedia ada. b) Pembinaan rumah solar off-grid sebagai pusat penyelidikan dan pembangunan tenaga solar bagi staf dan pelajar. c) Menjadi contoh atau rujukan bagi warga PMM dan pihak-pihak lain seperti sekolah, IPT dan politeknik lain dalam penggunaan tenaga solar.

14

Perbincangan

Data & Maklumat

Pembinaan Rumah Solar

Mobila Solar Panel Array

Pendawaian

Dapatan Pemilihan Peralatan Rumah Solar

15

• Menjalankan analisa SWOT dan menyediakan Pelan Tindakan ke arah penyelidikan pembangunan Tenaga Solar.

• Keperluan mewujudkan secara realiti Rumah Solar Off Grid. • Mengenalpasti lokasi dan peralatan, membuat anggaran keperluan peralatan dan kos terlibat.

16

• Menghantar wakil dari Politeknik Merlimau ke Nanjing, China mengikuti program latihan kepada penggunaan tenaga solar. • Pertukaran maklumat dengan IPTA dan pihak industri : lawatan ilmiah ke Solar Energy Research Institute (SERI), UKM dan CETREE, USM • Meningkatkan pengetahuan melalui pembacaan seperti buku, majalah, jurnal dan hasil-hasil kajian penyelidik yang lalu.

17

• Pengubahsuaian Rumah Sampah • Saiz 15’ x 6’ kepada saiz baru 30’ x 12’ • Bahagian dalam di tukar dengan kemasan jubin di dinding dan lantai

SEBELUM

SELEPAS

18

Panel Solar

Inverter Charger Controller

Peralatan DC Bateri Sumber : http://www.freesunpower.com/overview.php

19

Peralatan dalam rumah solar: • • • •

Kipas Siling Kipas Dinding Televisyen Mentol

: : : :

KDK model K15V0 240Vac, 80W KDK model KU408 240Vac, 80W JVC model:AV 14A3 240V, 46W Downlight DC(6 unit) 24V, 28W

20

Peralatan Kapasiti (w) Tempoh (jam) Kipas Dinding 80 5 Kipas Siling 80 5 TV 48 5 Lampu (6) 168 5 Misc 100 5 Jumlah (WattJam) WattJam (3 hari) Kapasiti Bateri (50% discas) Bateri diperlukan Panel Solar diperlukan

Kapasiti bateri/voltan bateri Amp digunakan/kadar bateri (150AH)

Jumlah Watt Jam/40*6

WattJam 400 400 240 840 500 2380 7140 14280

24V 150AH

595 A 4.0 unit

40W

10 unit

21

Peralatan untuk aplikasi solar (berdasarkan pengiraan anggaran keperluan): BIL

PERALATAN

KUANTITI

1

Panel Solar (40Watt)

2

Charger Controller (MPPT)

3

Bateri (Deep Cycle – Lead Acid)

4

Inverter DC-AC (True Sine Wave)

1

5

Kabel Solar

2 gelung

10

1

4

SPESIFIKASI     

Maximum Power, Pmax* 40W Normal operating Cell Tem 44.4°C Open Short Voltage, 62.2V Short Circuit Current, 1.16 Size(mm x mm), 635 x 1245

Maximum power, 800W  Maximum Charging Current ,30A.  DC Load Control Nominal Voltage, 24V

Capacity 75AH and Nominal Voltage 12V  Weight 25kg – 37kg with Nominal Temp 25°C  Floating Charging Voltage 13.8V Cyclic Charging Voltage 14.8V

 Input Nominal Voltage 24VDC  Frequency 50Hz  Output Voltage 220-240VAC  Waveform Pure Sine Wave

2.5 mm²

22

 Panel Array adalah tetap pada sudut 30° (sudut terbaik hasil pengumpulan data dilakukan)  Mengikut saiz panel solar (635 x 1245) sebanyak 10 unit.  Menjana voltan keluaran 62.2V dengan arus 11.6A dengan kuasa maksimum 400W.  Kelebihan: panel solar array mudah alih.

Pembinaan Removable Solar Panel Stack mengikut saiz panel solar

23 Pemasangan panel solar

SOLAR PANEL

CHARGER CONTROLLER

SOLAR

24V DC

24V DC

PANEL

BATTERRY

OUTPUT

24VDC SUPPLY/LOAD

INVERTER 12V

12V

BATTERY 12V

240VAC SUPPLY/LOAD

DC to AC Converter 240VAC

24V DC

240VAC

INPUT

BATTERRY

OUTPUT

12V

24

PANELSOLAR ARRAY

• Disambung secara SELARI untuk menghasilkan voltan keluaran 62.2V dan 11.6A • Disambung ke charger controller.

CHARGER CONTROLLER

SOLAR

24V DC

24V DC

PANEL

BATTERRY

OUTPUT

Mengawal kemasukan voltan dan arus maksima sehingga 30A.  Bertindak sebagai booster untuk menaikkan nilai arus sebanyak ≈40% dari nilai arus masukan. 

25

12V

• Bateri 12V 75AH disambung secara SIRI untuk mendapatkan nilai voltan 24V 75AH • Manakala sambungan secara SELARI digunakan untuk mendapatkan nilai voltan 24V 150AH

12V

BATTERY 12V

12V

INVERTER

DC to AC Converter

•

240VAC

24V DC

240VAC

INPUT

BATTERRY

OUTPUT

Dengan masukan 24VDC 150AH dari bateri, alat ini akan menukarkan voltan AT ke 240V AU 50Hz mengikut kadar arus dan voltan yang diperlukan oleh peralatan.

26

27

I1

Data A

V1

28

Data A: Arus Solar Panel  Charge Controller MASA

11.00 pagi 11.30 pagi 12.00 tgh 12.30 tgh 1.00 ptg 1.30 ptg 2.00 ptg 2.30 ptg 3.00 ptg

ARUS, I1 (A) MINIMUM 7.3 8.01 8.34 9 9.24 8.28 8.14 7.7 6.16

MAKSIMUM 8.2 10.11 10.84 11.4 11.7 10.59 10.04 9.24 8.1

VOLTAN MASUKAN, V1 (V) 38 46.3 53.4 53.6 53.8 48.8 47.2 43.4 37.8

29

Carta Data A: Arus Solar Array Vs Masa 14

12

Amp

10 8 6

Arus Minimum

4

Arus Maksimum

2 0

30

I1

Data A

V1 V2

I2 Data B

31

Data B : Arus Masukan dan Keluaran Charger Controller

Arus Arus Masukan Panel Solar (I1) Arus Charger Controller (I2) % Kenaikan

Bacaan

Bacaan

Bacaan

Bacaan

Purata

1

2

3

4

% Kenaikan

3.36A

4.89A

5.59A

7.88A

5.46A

7.78A

8.01A

10.46A

63

59

43

33

49

32

I1

Data A

V1 V2

I2 Data B

Data C

V3

I3

33

Data C – Arus masukan Inverter BIL

PERALATAN

KEADAAN

ARUS, I2 (A)

Kipas Dinding

Kelajuan 1

4.94

Kelajuan 2

5.02

Kelajuan 3

5.22

Kelajuan 1

3.58

Kelajuan 2

4.08

Kelajuan 3

4.56

Kelajuan 4

4.75

Kelajuan 5

5.67

Stand-by

3.40

ON

5.36

Semua peralatan ON

10.83

1

Kipas Siling

2

Televisyen 3 4

Beban Penuh

34

I1

Data A

V1 V2

I2 Data B

Data C

V3

I3

I4 Data D

V4

35

Data D: Arus Beban BIL

PERALATAN

KEADAAN

ARUS, I3 (A)

Kipas Dinding

Kelajuan 1

0.18

Kelajuan 2

0.19

Kelajuan 3

0.21

Kelajuan 1

0.13

Kelajuan 2

0.17

Kelajuan 3

0.21

Kelajuan 4

0.24

Kelajuan 5

0.29

Stand-by

0.07

ON

0.22

Semua peralatan ON

0.70

1

Kipas Siling

2

Televisyen 3

4

Beban Penuh

36

I1

Data A

Data E

V1 V2

I2 Data B

Data C

V3

I3

I4 Data D

V4

37

Data E : Arus Beban Peralatan Eletrik DC (Mentol)

Lampu/Mentol Downlight

ďƒź

6

Arus (I) Mentol Kiraan (ampere)

7.00

Arus Mentol Kuasa (P) Mentol Pengukuran P = I X 24V (ampere) (watt)

168.00

4.62

Kuasa (P) Mentol P = I X 24V (watt)

110.88

38

• Menjalankan penyelidikan lanjut tentang keupayaan setiap peralatan penjanaan solar dan aplikasi. • Menambah bilangan panel solar dan bateri bagi aplikasi: a) penghawa dingin b) lampu koridor c) lampu jalan sekitar Rumah Solar. • Penyambungan panel solar secara on-grid. • Meletakkan matlamat supaya seluruh Politeknik Merlimau menggunakan tenaga solar sepenuhnya dalam penjanaan tenaga elektrik.

39

 Rumah Solar Off-Grid yang menggunakan tenaga solar sepenuhnya telah dibina PMM.  Rumah solar ini menjadi platform penyelidikan pensyarah dan pelajar dalam memahami aplikasi tenaga solar.  Memberi pendedahan sekaligus memupuk minat pelajar Politeknik Merlimau dalam tenaga solar.  Pengetahuan dan kemahiran dalam bidang solar dapat meningkatkan nilai tambah (added value) kepada pelajar Politeknik Merlimau.  Telah Menerima pelawat dari dalam dan luar seperti Iran, China dan Brunei untuk lawatan pendidikan yang berkaitan teknologi hijau.

40

41

42