3

BAB II TEORI DASAR

2.1 Sekilas tentang sel surya Sel surya pada dasarnya adalah suatu elemen aktif yang mengubah cahaya matahari menjadi energi listrik. Pada umumnya satu keping sel surya mempunyai ketebalan 3 mm, tersusun atas kutub positif dan negatif yang terbuat dari irisan bahan semikonduktor. Prinsip kerja suatu sel surya dalah dengan memanfaatkan efek fotovoltaik, yaitu suatu efek yang dapat mengubah secara langsung cahaya matahari menjadi suatu energi listrik.

Prinsip ini pertama kali dikemukakan oleh Bacquere, seorang ahli fisika berkebangsaan Perancis pada tahun 1839. Material yang sering digunakan untuk membuat sel surya adalah silikon kristal, yaitu bahan yang sama yang sering digunakan untuk pembuatan jenis semikonduktor. Agar dapat digunakan sebagai bahan sel surya, silikon dimurnikan hingga membentuk suatu unsur pembentuk atom. Dengan terbentuknya sifat atom pada setiap sel dari sel surya tersebut maka terbentuk pula suatu kutub elektromagnetik yang menyebabkan efek photovoltaik tersebut.

Gambar Skematik Integrasi Sel SuryaDalam aplikasi suatu sel surya yang terintegrasi seperti pada gambar diatas biasanya diperlukan sutu accumulator untuk menyimpan energi listrik yang dihasilkan oleh sel surya tersebut pada waktu sel surya mendapatkan cahaya matahari. Sehingga dengan menyimpan energi yang dihasilkan pada waktu siang tersebut akan menghasilkan cadangan energi pada waktu tidak ada sinar matahari. Untuk setiap blok sel surya biasanya menghasilkan tegangan keluaran antara 0,7 volt hingga 1,2 volt DC pada saat menerima sinar matahari.

4

2.2 Fungsi Charger Controller Pada dasarnya fungsi dari charger controller adalah mengatur/mengatur voltage yang didapat dari panas matahari agar voltage yang masuk kedalam aki menjadi tidak berlebih. CONTOH : Anda memiliki 1 set modul solar panel dan memiliki charger controller 12 volt, inverter 12 Volt dan aki 12 volt . maka dari itu ketika panel surya menyerap panas matahari berlebihan diatas 12 Volt maka charger controller akan mengatur agar arus yang masuk menjadi 12 Volt dan sehingga pada dasarnya berarti charger controller juga berfungsi untuk mengatur agar arus yang masuk dari panas matahari tidak berlebihan sehingga tidak merusak aki yang anda gunakan.

Memilih arus DC atau AC

Sistem panel surya paling sederhana terdiri dari panel surya, konektor dan langsung ke peralatan listrik arus DC. Peralatan yang lebih lengkap dilengkapi dengan inverter arus DC ke AC. Seperti diketahui, arus DC yang dihasilkan panel surya disimpan dalam aki atau baterai kering yang mengeluarkannya dalam bentuk arus DC biasanya 12 volt. Arus ini bisa digunakan untuk peralatan seperti lampu neon, LED, laptop, dan sebagainya yang menggunakan arus DC. Peralatan listrik yang menggunakan arus DC secara langsung mungkin akan lebih stabil menggunakan arus DC daripada arus AC yang diubah inverter. Pada sistem panel surya yang teramat sederhana (arus DC), akan lebih baik menggunakannya untuk peralatan listrik seperti lampu dan sebagainya yang menggunakan arus DC.

Waktu Pengumpulan dan Penggunaan Listrik Matahari

Kapasitas penangkapan energi oleh sel surya dinyatakan dengan watt peak (wp), merupakan satuan untuk menggambarkan berapa watt listrik yang ditangkap dalam waktu satu jam. Untuk kapasitas panel 50 wp, maka satu jamnya akan menangkap energi 50 watt, sehingga bila perkiraan jangka penyinaran minimum adalah lima jam, maka menghasilkan 250 w atau lebih. Energi disimpan dalam aki atau baterai kering

5

yang menghasilkan arus DC tegangan 12 volt.

Penggunaan listrik dari aki atau baterai kering dapat dihitung dari berapa banyak listrik yang dihasilkan, kemampuan penangkapan energi listrik dan penyimpanan oleh aki tersebut. Aki dapat dikondisikan untuk memberikan energi listrik selama 8-10 jam sesuai kebutuhan, yang dipengaruhi juga oleh berapa watt listrik peralatan yang kita gunakan.

Untuk sistem panel surya 50 wp, perkiraan bisa menghidupkan 3-4 buah lampu 20 watt selama kurang lebih 8-10 jam. Pada penggunaan untuk rumah tinggal skala kecil seperti tipe 21 dan 36, sistem ini bisa meniadakan kebutuhan listrik untuk penerangan dalam rumah di malam hari. Karena dewasa ini berkembang juga lampu-lampu LED dimana lampu LED 4 watt setara dengan terangnya lampu bohlam 20 Watt, maka lampu-lampu LED bisa digunakan untuk memperpanjang waktu penggunaan listrik.

2.3 Perbedaan antara PV Grid Connected dan Off-Grid Inverter PV Grid Connected Inverter: PV (Photovoltaic) Grid seperti jaringan listrik konvensional memasok daya listrik menawarkan kepada konsumen sesuai permintaan. Perbedaan utama adalah bahwa grid PV tidak bergantung pada berbagai sumber daya seperti hidro-listrik pemasok listrik dan pembangkit listrik termal. Ini benar-benar bergantung pada kekuatan matahari - sinar matahari. Menariknya, dalam sederhana seluruh proses pada dasarnya adalah kebijakan memberi dan menerima. Sementara menggunakan Grid Connected PV Inverter orang akan memanfaatkan kekuatan grid selama listrik padam (selama cuaca buruk atau hari tanpa sinar matahari yang cukup). Sebagai imbalannya kekuasaan diberikan kembali ke grid selama waktu ketika tidak digunakan. PV Grid Inverter Terhubung cukup baik untuk rumah kecil atau apartemen, dan menemukan solusi yang tepat untuk inverter grid-connected sistem tenaga surya ini tidak terlalu sulit. Anda bahkan bisa mendapatkan sistem inverter dirancang dengan bantuan montir. Berikut keuntungan utama adalah bahwa Fotovoltaik terdesentralisasi,

6

yang berarti bahwa tenaga surya yang dihasilkan tepat di mana diperlukan, sehingga tidak akan ada kerugian energi dan tidak ada biaya transmisi dan distribusi. Off-Grid Inverter: Independen dari jaringan listrik, Off-Grid Inverter adalah komponen yang diperlukan untuk rumah, RV dan sistem kabin. Pada saat ini inverter bekerja dengan generator untuk mengisi ulang baterai dalam sistem. Listrik disimpan dalam baterai. Sering digunakan untuk pekerjaan yang lebih kecil, fungsi inverter off-grid untuk mengisi baterai dan mengubah arus searah (DC) dari baterai untuk arus bolakbalik (AC) yang kekuatan berbagai perangkat elektronik. Banyak Lokal terpencil dan cottage kecil menggunakan inverter daya karena mereka sangat portabel. Orang cenderung menggunakan inverter sinus murni lebih dari inverter sinus diubah karena off-grid sistem PV terutama bertanggung jawab untuk listrik di rumah. Meskipun inverter sinus dimodifikasi yang lebih murah, mereka tidak ideal untuk menjalankan peralatan rumah tangga karena kualitas listrik sangat buruk. 2.4 Bagaimana Feed Grid Tata Surya Bekerja Sebuah umpan grid system surya bekerja dengan menghasilkan listrik dari sinar matahari melalui solar array (lebih tepatnya array fotovoltaik). Listrik yang dihasilkan oleh array surya diumpankan ke alat yang disebut grid inverter.Inverter jaringan mengubah listrik DC yang di hasilkan oleh array surya menjadi listrik AC cocok untuk konsumsi rumah tangga. Dalam kebanyakan sambungan dari inverter dibuat di sisi rumah dari meteran listrik yang bertentangan dengan sisi kotak meteran listrik. Listrik yang dihasilkan di sisi meteran rumah akan memasok rumah Anda terlebih dahulu dan grid hanya jika ada yang tersisa. Jika telah dipasang array surya sederhana 1kW. Dalam sinar matahari penuh secara teoritis akan memasok sekitar 1 kW energy kesebuah rumah. Jika, dalam rumah ini tidak ada peralatan diaktifkan apapun semua ini kW 1 dari listrik akan member makan kembali melalui meteran dan kedalam grid. Pada kenyataannya meskipun kebanyakan rumah jarang memiliki beban kurang dari 1 kW. Jika kita pergi dari memiliki apa-apa pada sama sekali untuk beralih pada mengatakan 2 kW ketel untuk

7

membuat kopi maka system akan grid akan memberikan 1 kW keketel dan grid akan memberikan kW lain yang dibutuhkan untuk mendapatkan air mendidih.

2.5 Stand Alone Inverter

Stand Alone Inverter adalah power inverter yang mengubah arus searah menjadi arus bolak-balik secar aindependen dari jaringan utilitas . Stand Alone Inverter sering digunakan untuk mengubah arus searah yang dihasilkan oleh banyak energi terbarukan sumber-sumber seperti panel surya atau kecil turbin angin , kedalam arus bolak digunakan untuk rumah listrik dan industri kecil. Jenis inverter yang banyak digunakan pada bangunan rumah tinggal di daerah terpencil yang tidak memiliki satu jaringan utilitas dan ini didukung oleh sumber energi terbarukan.

Gambar 2.1.Stand Alone Inverter yang khas

Fitur

Tidak seperti grid-dasi inverter , stand alone inverter menggunakan baterai untuk penyimpanan.

Sebagai jenis inverter tidak terhubung ke grid, mereka tidak memiliki anti- islanding peralatan perlindungan.

Sepertia dari siko back-feed dari beban , pemutus sirkuit disediakan di sisi beban untuk perlindungan.

Peringkat inverter berdiri sendiri daya berkisar dari sekitar 250 W untuk 5000 W untuk sistem perumahan dan jika output daya lebih besar dari nilai individu inverter, inverter banyak dapa tdihubungkan. Bank baterai terhubung ke inverter beroperasi pada 12 V,

8

24V atau 48V sehingga inverter dapat beroperasi di ratusan ampere arus pada beban penuh.

Dalam berdiri sendiri inverter, installer biasanya harus menginstal jumper ikatan dc utama sebagai inverter kebanyakan tidak memiliki pengaturan. Applications Unit Inverter apa yang dipasang di bawah lantai Tokyo Metro 16000 seri

Berdiri sendiri inverter yang banyak digunakan dalam hubungannya dengan sumber energi terbarukan seperti panel surya atau turbinangin powering bangunan perumahan dan industri di lokasi terpencil.

Mereka juga digunakan dalam baterai dioperasikan kendaraan dan perahulistrik AC di mana daya yang dibutuh kan untuk operasi.

Gambar 2.2.Inverter dibuka-up mandiri (The 3 silinderhitamadalahkapasitor)