Alat yang berfungsi untuk menyimpan energi yang dihasilkan oleh sel surya adalah

Penggunaan listrik mulai mengalami peningkatan dalam beberapa tahun terakhir. Berbagai langkah penemuan energi baru terbarukan mulai di lakukan di Indonesia. Salah satu yang banyak dilirik adalah pemanfaatan energi surya untuk pembangkit listrik tenaga surya. Banyak kota-kota besar di Indonesia sudah memanfaatkan panel surya untuk berbagai keperluas seperti mesin irigasi atau produksi listrik lampu jalanan.

Panel surya adalah kumpulan sel surya yang ditata sedemikian rupa agar efektif dalam menyerap sinar matahari. Sedangkan yang bertugas menyerap sinar matahari adalah sel surya. Sel surya sendiri terdiri dari berbagai komponen photovoltaic atau komponen yang dapat mengubah cahaya menjadi listrik. Umumnya sel surya terdiri dari lapisan silikon yang bersifat semikonduktor, metal, anti reflektif, dan strip konduktor metal.

Banyaknya sel surya yang disusun untuk menjadi panel surya akan berbanding lurus dengan energi yang dihasilkan. Dalam artian semakin banyak sel surya yang digunakan, maka semakin banyak pula energi matahari yang dikonversi menjadi energi listrik. Ada beberapa jenis sel surya yang telah dimanfaatkan dan dapat ditemui di pasaran, diantaranya adalah Monocrystalline Silicon PV Module, Polycrystalline Silicon PV Module, Amorphous Silicon PV Module, dan Hybrid Silicon PV Module.

Prinsip kerja sel surya dimulai dari partikel yang disebut “Foton” yang merupakan partikel sinar matahari yang sangat kecil. Ketika foton tersebut menghantam atom semikonduktor sel surya sehingga dapat menimbulkan energi yang besar untuk memisahkan elektron dari struktur atomnya. Elektron yang terpisah dan bermuatan negatif akan bebas bergerak pada daerah pita konduksi dari material semi konduktor, sehingga atom yang kehilangan elektron kekosongan pad strukturnya dan disebut “hole” dengan muatan positif.

Daerah semi konduktor dengan elektron bebas bersifat negatif dan bertindak sebagai donor elektron yang disebut dengan semi konduktor tipe N. Sedangkan daerah semi konduktor “hole” sebagai penerima elektron dinamakan semi konduktor tipe Pdi. Persimpangan daerah positif dan negatif akan menimbulkan energi yang mendorong elektron dan hole begerak ke arah berlawanan. elektron bergerak menjauhi darah negatif, dan hole menjauhi daerah positif. Ketika diberikan sebuah beban berupa lampu atau perangkat listrik lainnya, maka akan menimbulkan arus listrik.

Sederhananya, ketika sel surya menyerap cahaya, maka akan ada pergerakan antara elektron di sisi positif dan negatif. Adanya pergerakan ini menciptakan arus listrik sehingga dapat digunakan sebagai energi bagi alat-alat elektronik.

Secara umum setiap pembangkit listrik tenaga surya, apakah itu rumah atau stasiun industri besar, terdiri dari komponen berikut:

  1. Set panel surya – targetnya adalah mengubah sinar matahari menjadi listrik.
  2. Charge controller – berfungsi untuk pengisian daya baterai yang efisien atau beralih antara sumber daya yang digunakan. Pengontrol memutuskan sumber energi mana yang akan digunakan sistem
  3. Baterai – diperlukan untuk menyimpan kelebihan listrik, untuk digunakan nanti di malam hari ketika panel surya tidak beroperasi. Dalam beberapa kasus, tidak perlu menggunakan baterai, misalnya, dalam sistem on-grid atau sistem yang menggunakan semua energy listrik dengan segera.
  4. AC / DC Inverter – berfungsi untuk mengubah arus DC panel surya atau baterai menjadi arus bolak-balik/AC yang digunakan di sebagian besar peralatan rumah tangga.
  5. Peralatan lainnya – kabel, koneksi, mounting bracket, sensor temperatur, dan lain lain

Kombinasi yang tepat dari komponen diatas yang sesuai dengan tujuan sistem sangat penting. Konfigurasi yang tepat membantu memaksimalkan kapasitas sistem dan mengurangi biayanya. Selain itu, dalam beberapa kasus Anda tidak perlu menggunakan controller, inverter atau baterai. Misalnya, tidak masuk akal untuk menyimpan listrik dengan baterai, ketika Anda memiliki produksi energi surya skala besar (untuk pabrik atau pemukiman kecil), dan semua listrik ditransmisikan langsung ke jaringan public.

Tim RANTAU ENERGI akan dengan senang hati membantu Anda memilih atau merancang sistem yang tepat untuk Anda.

Panel surya (fotovoltaik arrays) di atas yacht kecil di laut dapat mengisi baterai 12 V sampai 9 Amp di cahaya Matahari langsung dan penuh.

Panel surya adalah sebuah alat yang terdiri dari sel surya yang terbuat dari bahan semikonduktor untuk mengubah energi surya menjadi energi listrik. Prinsip kerjanya didasari oleh pertemuan semikonduktor jenis P dan semikonduktor jenis N.[1] Panel surya tersusun dari modul surya yang dirangkai secara seri maupun paralel sesuai dengan kebutuhan daya listrik tertentu.[2] Pemasangan panel surya pada suatu bangunan komersial atau pada bangunan perusahaan ditentukan oleh kebijakan mengenai penggunaan instalasi listrik yang memanfaatkan energi surya.[3] Panel surya hanya menghasilkan arus listrik berjenis arus searah. Pemenuhan pencatu daya bagi pemakai energi listrik memerlukan konverter dari arus searah menjadi arus bolak-balik.[4] Penyediaan ruang bagi panel surya merupakan salah satu pertimbangan penting bagi optimalisasi sistem tenaga listrik dengan energi dasar berupa energi surya.[5] Pembangkit listrik tenaga surya merupakan penerapan langsung dari kegiatan transformasi energi surya yang dilakukan oleh panel surya.[6] Panel surya rata-rata memiliki usia pakai selama 30 tahun sebelum mengalami kerusakan.[7]

Bahan modul

Modul panel surya umumnya tersusun dari bahan silikon. Kandungan sel silikon mempunyai struktur atom yang tunggal, ganda atau tidak berbentuk. Struktur atom yang tunggal disebut monokristalin, sedangkan yang ganda disebut polikristalin. Sementara itu, silikon yang tidak berbentuk disebut amarfous dan hanya ada pada silikon dengan lapisan yang tipis. Selain silikon, beberapa jenis modul panel surya terbuat dari bahan berupa kadmium telurida atau tembaga indium galium selenida. Sementara itu, beberapa jenis modul panel surya menggabungkan ketiga jenis bahan tersebut.[8] Pembuatan panel surya menggunakan laser diode yang dipompa untuk penulisan interkoneksi rangkaian listrik dan pola isolasi. Panjang gelombang yang diperlukan untuk penulisan yaitu 1.064 nanometer.[9]

Cara kerja

Panel surya mulai bekerja berdasarkan prinsip gaya gerak listrik yang terjadi pada sel surya. Gaya gerak listrik ini diawali ketika foton dari sinar matahari mengalami tumbukan dengan panel surya. Tumbukan ini membuat foton diserap oleh material semikonduktor yang terdapat pada panel surya. Material ini salah satunya ialah silikon. Tumbukan membuat elektron yang merupakan muatan listrik negatif mengalami pelepasan dari atom. Elektron yang terlepas ini kemudian mengalir melalui material semikonduktor sehingga terbentuklah arus listrik. Di sisi lain, muatan listrik positif yang disebut sebagai "lubang" mengalir dengan arah yang berlawanan dengan muatan listrik negatif. Sumber listrik dengan jenis arus searah dapat dihasilkan melalui penggabungan beberapa panel surya. Panel-panel surya ini memperoleh sumber energi dari energi surya.[10]

Kinerja

Iradiasi

Salah satu faktor yang menentukan kinerja dari panel surya ialah kondisi iradiasi dari sinar matahari. Kinerja panel surya ini diamati secara kelistrikan melalui dua jenis besaran listrik, yaitu arus listrik dan tegangan listrik. Modul surya akan menghasilkan arus listrik dengan jumlah yang cenderung menurun secara proporsional ketika iradiasi mengalami penurunan. Kondisi ini menghasilkan tegangan listrik dengan variasi yang sangat kecil. Modul surya tidak mengalami pengaruh yang berarti dari iradiasi selama nilai iradiasi masih dalam batasan yang normal. Tingkat transformasi energi dari modul surya akan mempunyai nilai yang sama pada kondisi tersebut.[11] Faktor lain yang mempengaruhi kinerja dari panel surya ialah suhu modul surya. Nilai suhu modul surya berbanding terbalik dengan nilai tegangan listrik yang dihasilkan oleh modul surya. Sementara itu, nilai arus listrik yang dihasilkan tetap sama. Pada kondisi ini, penurunan nilai tegangan listrik pada modul surya berarti penurunan nilai daya listrik yang dihasilkan oleh panel surya.[12]

Disain

Kinerja dari panel surya juga dapat ditinjau dari desainnya. Lapisan permukaan panel surya harus dibuat lebih tebal dibandingkan dengan nilai optimumnya. Tujuannnya untuk mengurangi resistensi yang melintang. Keberadaan resistensi melintang ini dapat mengurangi nilai efisiensi energi pada kumpulan sel surya.[13]

Suhu radiasi

Panel surya memerlukan kondisi dan persyaratan suhu radiasi tertentu agar dapat mempertahankan kegiatan produksinya. Kisaran suhu yang memungkinkan adalah antara 32–68o Fahrenheit. Nilai ini tidak tercapai pada kondisi Matahari dalam keadaan sejajar dengan vektornya pada sumbu rotasi. Pada kondisi ini, suhu radiasi sangat panas dan dapat mencapai nilai 176o Fahrenheit. Pada permukaan Bumi yang memiliki ketinggian yang lebih rendah, suhunya akan lebih meningkat akibat radiasi elektromagnetik dari Bumi.[14]

Pengendalian

Pengendalian arus searah

Pengisian arus searah dari panel surya menuju ke baterai listrik menggunakan peralatan yang bernama pengendali pengisian. Peralatan ini digunakan pada sistem pembangkit listrik tenaga surya. Kelengkapan yang dimilikinya berupa perangkat penyimpanan energi listrik. Pengendali pengisian juga mampu melakukan pengaliran arus listrik dari baterai listrik menuju ke beban listrik.[15] Selain itu, terdapat pula peralatan bernama pemutus tegangan tinggi. Alat ini digunakan untuk memutuskan arus liistrik dari modul surya pada panel surya ketika baterai telah terisi penuh.[16]

Pengendalian posisi

Pengendalian posisi panel surya dapat menggunakan dua jenis sistem, yaitu sistem pelacakan poros tunggal dan sistem pelacakan poros ganda. Sistem pelacakan poros tunggal menghasilkan posisi panel surya yang hanya mengarah kepada satu sudut kemiringan saja. Sedangkan sistem pelacakan poros ganda mampu mengubah posisi panel surya pada dua jenis sudut kemiringan. Pelacakan sinar matahari bagi panel surya menjadi lebih akurat pada sistem pelacakan poros ganda. Kedua jenis sistem ini dapat menghasilkan peningkatan produksi daya listrik dengan nilai maksimal tertentu sesuai dengan kondisi iradiasi dari sinar matahari. Sistem pelacakan poros tunggal menghasilkan peningkatan produksi daya listrik dengan nilai maksimal sebesar 27%, sedangkan sistem pelacakan poros ganda dapat menghasilkan peningkatan produksi daya listrik dengan nilai maksimal sebesar 37% tiap tahunnya.[17]

Pemasangan

Negara empat musim

Panel surya secara umum dipasang secara tetap dan diam pada dudukannya. Negara-negara di belahan Bumi utara memposisikan panel surya menghadap ke selatan. Sedangkan negara-negara di belahan Bumi selatan memposisikan panel surya menghadap ke utara. Pemosisian ini diterapkan oleh negara-negara yang mengalami empat jenis musim. Posisi panel terhadap arah penyinaran matahari ialah tegak lurus selama siang hari.[18]

Negara tropis

Pemasangan panel surya pada negara di daerah tropis atau negara yang terletak di sekitar garis khatulistiwa cenderung lebih datar dibandingkan dengan pemasangan panel surya pada negara dengan empat musim. Jumlah energi listrik yang dihasilkan menjadi lebih sedikit. Penyebabnya ialah posisi penyinaran pada pagi dan sore hari kurang sempurna dan tidak menyerap seluruh sinar matahari yang terpancarkan.[19]

Pengembangan

Pengembangan penggunaan panel surya tidak hanya pada negara-negara yang selalu disinari oleh sinar matahari. Tiga negara telah memulai penggunaan energi surya telah memulai penggunaan energi surya sejak tahun 2005. Masing-masing ialah Jerman, Jepang dan Amerika Serikat. Ketiga negara ini menyumbang sebanyak 90% dari 3.075 MegaWatt hasil produksi menggunakan teknologi fotovoltaik. Pada Desember 2007, jumlahnya meningkat menjadi 4.500 MegaWatt. Negara-negara lain di Eropa dan Asia mulai mempertimbangkan penggunaan energi surya seiring peningkatan harga minyak dunia dan harga beli energi listrik dengan nilai yang dua kali lipat lebih mahal dibandingkan yang dijual oleh Amerika Serikat. Agen Energi Internasional mencatat bahwa Amerika Serikat telah memanfaatkan energi surya untuk diubah menjadi energi listrik secara mantap sejak tahun 2006. Sementara itu, Jepang dan Jerman memulai investasi atas energi terbarukan sejak tahun 1990-an.[20] Jerman juga mengadakan kegiatan penelitian dan pengembangan terhadap energi surya dengan mempekerjakan sedikitnya 200.000 rekayasawan dan ilmuwan. Pekerjaan ini kemudian menjadi sektor pekerjaan terbesar kedua di Jerman setelah sektor otomotif.[21]

Di sisi lain, timbul permasalahan kualitas pemasangan panel surya di seluruh dunia. Sekitar 30% dari seluruh proyek pemasangan panel surya di dunia mengalami kegagalan yang berakibat pada kerusakan panel surya. Negara dengan pemasangan panel surya yang relatif baru, kerusakan panel surya berada dalam kondisi yang serius. Dua negara yang mengalami kasus ini diantaranya ialah India dan Indonesia. Permasalahan yang timbul antara lain kebakaran, penurunan keandalan sistem tenaga listrik, keselamatan dan kehilangan daya listrik. Penyebab permasalahan ini ialah tidak dipertimbangkannya persoalan keamanan dan keselamatan di dalam skema pembiayaan.[22]

Lihat pula

  • Kendaraan listrik
  • Perahu listrik

Referensi

Catatan kaki

  1. ^ Hidayanti 2020, hlm. 104.
  2. ^ Hidayanti 2020, hlm. 12.
  3. ^ Hidayanti 2020, hlm. 23.
  4. ^ Hidayanti 2020, hlm. 24.
  5. ^ Hidayanti 2020, hlm. 46.
  6. ^ Jamaaluddin 2021, hlm. 3.
  7. ^ Budiarto, R., dkk. 2017, hlm. 53.
  8. ^ Iskandar, C. S., dan Latief, N. (2018). Sistem Listrik Tenaga Surya Disain, dan Operasi Instalasi: Ikhtisar untuk Membangun Makassar, Sulawesi Selatan, Indonesia. Sleman: Deepublish. hlm. 7. ISBN 978-602-475-497-6.  Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)Pemeliharaan CS1: Banyak nama: authors list (link)
  9. ^ Hidayanti 2020, hlm. 58.
  10. ^ Rahmawati dan Sujito 2019, hlm. X.
  11. ^ Rahmawati dan Sujito 2019, hlm. 47.
  12. ^ Rahmawati dan Sujito 2019, hlm. 48.
  13. ^ Hidayanti 2020, hlm. 126.
  14. ^ Hidayanti 2020, hlm. 36.
  15. ^ Rahmawati dan Sujito 2019, hlm. 43.
  16. ^ Rahmawati dan Sujito 2019, hlm. 59.
  17. ^ Rahmawati dan Sujito 2019, hlm. 46-47.
  18. ^ Jamaaluddin 2021, hlm. 6.
  19. ^ Jamaaluddin 2021, hlm. 6-7.
  20. ^ Hidayanti 2020, hlm. 30.
  21. ^ Hidayanti 2020, hlm. 30-31.
  22. ^ Budiarto, R., dkk. 2017, hlm. 81.

Daftar pustaka

  • Budiarto, R., dkk. (2017). Energi Surya untuk Komunitas: Meningkatkan Produktivitas Masyarakat Pedesaan melalui Energi Terbarukan (PDF). Jakarta: Lembaga Kajian dan Pengembangan Sumber Daya Manusia, Pengurus Besar Nahdlatul Ulama. ISBN 978-602-60753-2-1.  Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)Pemeliharaan CS1: Banyak nama: authors list (link)
  • Hidayanti, Fitri (2020). Aplikasi Sel Surya (PDF). Jakarta Selatan: LP UNAS. ISBN 978-623-7376-53-8.  Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
  • Jamaaluddin (2021). Sartika, S. B., dan Multazam, M. T., ed. Buku Petunjuk Pengoperasian Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS). Sidoarjo: UMSIDA Press. ISBN 978-623-6292-10-5.  Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)Pemeliharaan CS1: Banyak nama: editors list (link)
  • Rahmawati, Y., dan Sujito (2019). Pembangkit Listrik Tenaga Surya. Malang: Universitas Negeri Malang.  Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)Pemeliharaan CS1: Banyak nama: authors list (link)

Pranala luar

  • (Inggris)http://www.tectosol.staticip.de/index_en.htm Diarsipkan 2005-12-14 di Wayback Machine. Solar electricity yield of a photovoltaic system
  • (Inggris)Mengikuti harga panel surya industri

Diperoleh dari "https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Panel_surya&oldid=20844036"