Analisis Kinerja dan Efisiensi Konverter DC–DC Multi-Tahap untuk Aplikasi Energi Terbarukan

Abstract

Pemanfaatan energi terbarukan memerlukan sistem konversi daya yang mampu menghasilkan tegangan keluaran stabil dan efisien di tengah karakteristik sumber energi yang bersifat fluktuatif. Salah satu solusi yang dikembangkan untuk mengatasi permasalahan tersebut adalah penggunaan konverter DC–DC multi-tahap, yang mengombinasikan beberapa tahapan konversi guna memperluas rentang pengaturan tegangan dan meningkatkan kinerja sistem. Penelitian ini bertujuan menganalisis kinerja dan efisiensi konverter DC–DC multi-tahap pada aplikasi energi terbarukan melalui pendekatan simulasi pemodelan sistem tenaga listrik. Model konverter dirancang dengan konfigurasi bertingkat dan diuji pada berbagai variasi tegangan masukan serta perubahan beban untuk mengevaluasi stabilitas tegangan keluaran, efisiensi konversi daya, respons dinamis, dan distribusi rugi daya antartahap. Hasil analisis menunjukkan bahwa struktur multi-tahap mampu mempertahankan kestabilan tegangan keluaran dalam batas toleransi operasional dengan nilai riak yang relatif kecil. Efisiensi konverter mencapai tingkat tinggi pada kondisi beban nominal serta tetap terjaga pada variasi beban lainnya dibandingkan karakteristik umum konverter satu tahap. Distribusi rugi daya yang merata pada setiap tahapan konversi turut meningkatkan keandalan sistem dan mengurangi potensi konsentrasi panas pada komponen semikonduktor daya. Respons dinamis sistem terhadap perubahan beban juga menunjukkan waktu pemulihan yang cepat, sehingga mendukung penerapan konverter multi-tahap pada sistem energi terbarukan yang memiliki kondisi operasi dinamis. Temuan penelitian ini mengindikasikan bahwa konverter DC–DC multi-tahap merupakan solusi yang efektif untuk meningkatkan efisiensi dan kestabilan sistem konversi daya pada aplikasi energi terbarukan.