Perancangan dan Simulasi Synchronous Buck Converter dengan Kontrol MPPT Berbasis Algoritma Hibrid PSOGSA pada Sistem Pompa Air Tenaga Surya Direct-Coupling (Tanpa Baterai)

Sistem pompa air tenaga surya (PLTS) tanpa baterai (direct-coupling) menawarkan solusi irigasi yang ekonomis namun sangat bergantung pada profil daya panel fotovoltaik (PV) yang fluktuatif terhadap perubahan iradiasi matahari. Metode Maximum Power Point Tracking (MPPT) konvensional berbasis gradien seperti Perturb and Observe (P&O) dan Incremental Conductance (InC) rentan terjebak pada titik puncak daya lokal (Local Maximum Power Point) saat sistem mengalami kondisi bayangan sebagian (Partial Shading Condition), sehingga berisiko menyebabkan penghentian operasi pompa secara prematur. Penelitian ini bertujuan merancang dan mensimulasikan kontroler Synchronous Buck Converter dengan algoritma hibrid Particle Swarm Optimization–Gravitational Search Algorithm (PSOGSA) sebagai metode MPPT untuk menjaga kestabilan penyaluran daya ke motor-pompa pada sistem tanpa baterai. Penelitian dilakukan sepenuhnya dalam lingkungan simulasi MATLAB/Simulink, mencakup perancangan komponen pasif konverter, implementasi algoritma PSOGSA, serta pengujian pada berbagai skenario iradiasi termasuk profil iradiasi harian aktual. Hasil simulasi menunjukkan bahwa rancangan Synchronous Buck Converter mampu menjaga riak tegangan keluaran sebesar 0,46% dari tegangan nominal, jauh di bawah batas toleransi desain. Algoritma PSOGSA terbukti mampu melacak titik daya maksimum secara konsisten dengan efisiensi konversi sekitar 93,2–93,7% pada kondisi iradiasi seragam maupun dinamis, serta berhasil menemukan titik daya maksimum global tanpa terjebak pada puncak lokal saat kondisi bayangan sebagian. Sistem juga mampu mempertahankan operasi motor-pompa secara stabil hingga ambang iradiasi minimum 550 W/m² dan tervalidasi andal pada profil iradiasi geografis nyata. Hasil ini menunjukkan bahwa algoritma hibrid PSOGSA berpotensi menjadi metode MPPT yang efektif untuk sistem pompa air tenaga surya tanpa baterai