fotovoltaik.pdf

STRATEGI APLIKASI SEL SURYA (PHOTOVOLTAIC CELLS) PADA PERUMAHAN DAN BANGUNAN KOMERSIAL(Danny Santoso Mintorogo)

Jurusan Teknik Arsitektur, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan - Universitas Kristen Petrahttp://puslit.petra.ac.id/journals/architecture/

129

STRATEGI APLIKASI SEL SURYA (PHOTOVOLTAIC CELLS) PADAPERUMAHAN DAN BANGUNAN KOMERSIAL

Danny Santoso MintorogoStaf Pengajar Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Jurusan Arsitektur

Universitas Kristen Petra, Surabaya

ABSTRAK

Krisis energi dunia dan tingginya harga sumber energi (minyak) di belahan dunia Eropa dan Baratmenyebabkan innovasi dalam pemanfaatan energi alternatif yang tidak menimbulkan polusi udara CO2 maupunradioaktif (nuclear power). Energi Sel Surya adalah jawaban tepat dalam menciptakan suatu lingkungan hidupdalam lingkup perumahan maupun bangunan komersial yang ramah lingkungan, abadi, dan gratis dalam tatasurya kita ini. Teknologi Aplikasi Sel Surya terus dikembangkan baik dalam innovasi chip sel surya sendirimaupun aplikasi pada bangunan arsitektur dalam berbagai material bangunan seperti : bahan atap, penutupfacade bangunan ( cladding dan curtain wall atau glass ), canopy atau atrium.

Kata kunci: sel surya, perumahan, bangunan komersial.

ABSTRACT

World Oil Energy crisis in the Europe and West countries that forces them to look for alternative energy interm of innovation of photovoltaics technology. Photovoltaics Energy that is so clean, it causes zero pollutionand so simple to apply that you hardly know it sit there, no sound and noise, no smoke, no CO2 and Nitrogen—just pure power. That imaginarily nice communities is here now. The communities, countries, and worlds areSolar. The photovoltaic technology has reached to both the invention of the solar cell materials, and to theapplication of highly applied solar cells technologies in term of building materials such as roofings, claddings—curtain walls and curtain glasses,as well as architectural atria and canopy.

Keywords: solar cell, housing, comercial building.

PENDAHULUAN

Sejarah perkembangan industri “Photovol-taic” (PV) telah berjalan sekitar 50 tahun, dantelah banyak pula penelitian dilakukan denganharapan suatu saat dapat menghasilkan sel suryayang murah dan layak berbanding dengan tenagalistrik buatan (hidro atau nuklir) untukmemecahkan problem kebutuhan tenaga listrikyang ramah terhadap lingkungan hidup diseluruh lapisan dunia ini.

Pada sekitar akhir abad 19, aliran listriksurya diketemukan oleh ahli fisika Jermanbernama Alexandre Edmond Becquerel1 secarakebetulan dimana berkas sinar matahari jatuhpada larutan elektro kimia—bahan penelitian,sehingga muatan elektron pada larutanmeningkat, tidak ada penjelasan ilmiah padaperistiwa tersebut. Baru pada awal abad 20,Albert Einstein menamakan penemuan peristiwalistrik alami ini dengan sebutan “Photoelectric

1 Strong, Steven J., The Solar Electric House, p.4.

Effect”2, yang kemudian merupakan pengertiandasar pada “Photovoltaic Effect” (Albert Einsteinmendapat Nobel Prize Fisika)

“Photoelectric Effect” didapat dari peng-amatan Einstein pada selempeng metal yangmelepaskan “Photon”—partikel energi cahayaketika terkena sinar matahari. Photon-photonterus menerus mendesak atom-atom metal danterjadi partikel “Energi Photon”—bersifatgelombang energi cahaya.

Gelombang cahaya sinar lembayung (ultra-violet) adalah sinar yang bermuatan energiphoton tinggi dan panjang gelombangnyapendek, sedangkan sinar merah (infra-red)adalah sinar yang bermuatan energi photonrendah dan dalam bentuk gelombang panjang.

Kemudian sekitar tahun 1930, penelitianberlanjut dan berhubungan dengan penemuankonsep “Quantum Mechanics”—untuk mencipta-kan teknologi baru “solid-state”, dimanakemudian perusahaan Bell Telephone Research

2 Siemens Solar, Early History of PV Industry, p.1

DIMENSI TEKNIK ARSITEKTUR Vol. 28, No. 2, Desember 2000: 129 - 141


130

Laboratories menciptakan Sel Surya solid yangpertama.

Tahun 1950 - 1960, teknologi disain danefisiensi Sel Surya terus berlanjut dan diaplikasikan ke pesawat ruang angkasa(photovoltaic energies). Tahun 1970 an, duniamenggalangkan sumber energi alternatip yang“renewable” dan ramah lingkungan, maka PVmulai diaplikasikan ke “low power warningsystems” dan “offshore buoys” (tetapi produksiPV tidak dapat banyak karena masih“handmade”).

Baru pada tahun 1980 an, perusahaan-perusahaan PV bergabung dengan instansi energipemerintah agar dapat lebih memproduksi PV seldalam jumlah besar, sehingga harga per sel-suryadapat lebih ditekan serendah mungkin.

SPESIFIKASI SEL SURYA

Dasar Sel Surya

Sel Surya diproduksi dari bahan semikon-duktor yaitu silikon—berperan sebagai insulatorpada temperatur rendah dan sebagai konduktorbila ada energi dan panas. Sebuah Silikon SelSurya adalah sebuah diode yang terbentuk darilapisan atas silikon tipe n (silicon doping3 of“phosphorous”), dan lapisan bawah silikon tipe p(silicon doping of “boron”).

Sumber : Steven J.Strong, The Solar Electric House, p.18Gambar 1. Diagram dari sebuah potongan Sel

Surya (PV sel)

3 Sebuah proses yang menambahkan sejumlah bahanphosphorous dan buron ke bahan silikon murni, untukmenciptakan ketidak seimbangan antar atom silikon,phosphorous dan buron, sehingga menyebabkan terjadinyareaksi photovoltaic. (semikonduktor mempunyai atom yangberkategori 3, 4 & 5 elektron; sedangkan silikon = 4elektron, phosphorous = 5 elektron, buron = 3 elektron).

Elektron-elektron bebas terbentuk dari milionphoton atau benturan atom pada lapisanpenghubung (junction= 0.2-0.5 micron4) menye-babkan terjadinya aliran listrik.

Perkembangan Sel Surya

Pengembangan Sel Surya Silikon secaraIndividu (chip) :a. Mono-crystalline (Si)

Dibuat dari silikon kristal tunggal yangdidapat dari peleburan silikon dalam bentukbujur. Sekarang Mono-crystalline dapatdibuat setebal 200 mikron, dengan nilaieffisiensi sekitar 24%.

b. Poly-crystalline/Multi-crystalline (Si)Dibuat dari peleburan silikon dalam tungkukeramik, kemudian pendinginan perlahanuntuk mendapatkan bahan campuran silikonyang akn timbul diatas lapisan silikon. Sel inikurang efektif dibanding dengan sel Poly-crystalline ( efektivitas 18% ), tetapi beayalebih murah.

c. Gallium Arsenide (GaAs)Sel Surya III-V semikonduktor yang sangatefisien sekitar 25%.

Sel Surya Silikon Terpadu “Thin Film”

a. Amorphous Silikon (a-Si)Banyak dipakai pada jam tangan dankalkulator, sekarang dikembangkan untuksistim bangunan terpadu sebagai penggantitinted glass yang semi-transparan.

b. Thin Film Silikon (tf-Si)Dibuat dari thin-crystalline atau poly-crystalline pada grade bahan metal yangcukup murah (cladding system).

c. Cadmium Telluride (CdTe)Terbentuk dari bahan materi thin filmpolycrystalline secara deposit, semprot, danevaporasi tingkat tinggi. Nilai efisiensi 16%

d. Copper Indium Diselenide (CulnSe2/CIS)Merupakan bahan dari film tipispolycrystalline. Nilai efisiensi 17.7%.

e. Chalcopyrites [Cu(In,Ga)(S,Se)2]5

f. Electrochemical Cells.[Untuk detail nilai-nilai effisiensi, Voc & Jscdapat dilihat pada Lampiran 1].

4 Lorenzo, Eduardo, Solar Electricity, p. 61.5 European Research Conferences Photovoltaic Devices, p.4



131

Energi Listrik

Sebuah Sel Surya dalam menghasilkanenergi listrik (energi sinar matahari menjadiphoton) tidak tergantung pada besaran luasbidang Silikon, dan secara konstan akanmenghasilkan energi berkisar ± 0.5 volt — max.600 mV pada 2 amp6, dengan kekuatan radiasisolar matahari 1000 W/m2 = ”1 Sun” akanmenghasilkan arus listrik (I) sekitar 30 mA/cm2per sel surya.7

Pada grafik I-V Curve dibawah yangmenggambarkan keadaan sebuah Sel Suryaberoperasi secara normal. Sel Surya akanmenghasilkan energi maximum jika nilai Vmdan Im juga maximum. Sedangkan Isc adalaharus listrik maximum pada nilai volt = nol; Iscberbanding langsung dengan tersedianya sinarmatahari. Voc adalah volt maximum pada nilaiarus nol; Voc naik secara logaritma denganpeningkatan sinar matahari, karakter ini yangmemungkinkan Sel Surya untuk mengisi accu.

Sumber: Strong, Steven J, The Solar Electric House, p.58

Gambar 2. Grafik I-V CurveIsc = short-circuit currentVsc = open-circuit voltageVm = voltage maximum powerIm = current maximum powerPm = Power maximum-output dari PV array (watt)

Faktor Pengoperasian Sel Surya

Pengoperasian maximum Sel Surya sangattergantung pada :a. ambient air temperatureb. radiasi solar matahari (insolation) 6 Strong, Steven J, The Solar Electric House, p.18.7 Photovoltaic Panel Simulation User’s Guide, p.4.

c. kecepatan angin bertiupd. keadaan atmosfir bumie. orientasi panel atau array PVf. posisi letak sel surya (array) terhadap matahari (tilt angle )

a. Sebuah Sel Surya dapat beroperasi secaramaximum jika temperatur sel tetap normal(pada 25 derajat Celsius), kenaikantemperatur lebih tinggi dari temperaturnormal pada PV sel akan melemahkan voltage(Voc). Setiap kenaikan temperatur Sel Surya1 derajat celsius (dari 25 derajat) akanberkurang sekitar 0.4 % pada total tenagayang dihasilkan8 atau akan melemah 2x lipatuntuk kenaikkan temperatur Sel per 10derajad C.

Sumber: Strong, Steven J, The Solar Electric House, p.58

Gambar 3. Effect of Cell Temperature on Voltage(V)

b. Radiasi solar matahari di bumi dan berbagailokasi bervariable, dan sangat tergantungkeadaan spektrum solar ke bumi.Insolation solar matahari akan banyakberpengaruh pada current (I) sedikit padavolt. ( lihat gambar diagram 4 )

8 Stong, Steven J, The Solar Electric House, p. 56.



132

Sumber : Strong, Steven J, The Solar Electric House, p.58

Gambar 4. Effect of Insolation Intensity onCurrent (I)

c. Kecepatan tiup angin disekitar lokasi PVarray dapat membantu mendinginkanpermukaan temperatur kaca-kaca PV array.

d. Keadaan atmosfir bumi—berawan, mendung,jenis partikel debu udara, asap, uap air udara(Rh), kabut dan polusi sangat mementukanhasil maximum arus listrik dari deretan PV.

e. Orientasi dari rangkaian PV (array) ke arahmatahari secara optimum adalah penting agarpanel/deretan PV dapat menghasilkan energimaximum. Selain arah orientasi, sudutorientasi (tilt angle) dari panel/deretan PVjuga sangat mempengaruhi hasil energimaximum (lihat penjelasan tilt angle).Sebagai guidline: untuk lokasi yang terletakdi belahan Utara latitude, maka panel/deretanPV sebaiknya diorientasikan ke Selatan,orientasi ke Timur—Barat walaupun jugadapat menghasilkan sejumlah energi daripanel-panel/deretan PV, tetapi tidak akanmendapatkan energi matahari optimum.9

f. Tilt Angle (sudut orientasi Matahari)Mempertahankan sinar matahari jatuh kesebuah permukaan panel PV secara tegaklurus akan mendapatkan energi maximum ±1000 W/m2 atau 1 kW/m2. Kalau tidakdapat mempertahankan ketegak lurusan antarasinar matahari dengan bidang PV, maka extraluasan bidang panel PV dibutuhkan (bidangpanel PV terhadap sun altitude yang berubahsetiap jam dalam sehari).

9 BP Amoco, Building Power for The Future: PVElectric Energy in Wh/m2, p.11.

Sumber : Strong, Steven J, The Solar Electric House, p.66

Gambar 5. Extra Luasan Panel PV dalam posisidatar

Solar Panel PV pada Equator (latitude 0derajat) yang diletakkan mendatar (tilt angle =0) akan menghasilkan energi maximum,sedangkan untuk lokasi dengan latitude berbedaharus dicarikan “tilt angle” yang optimum.Perusahaan BP Solar telah mengembangkansebuah software untuk menghitung &memperkirakan energi optimum dengan letaklatitude, longitude, dan optimum tilt angle untuksetiap lokasi diseluruh dunia. (lihat lampiran 2)

Photovoltaics (PV) Generator

Agar dapat memperoleh sejumlah voltageatau ampere yang dikehendaki, maka umumnyamasing-masing sel surya dikaitkan satu samalainnya baik secara hubungan “seri” ataupunsecara “pararel” untuk membentuk suaturangkaian PV yang lazim disebut “Modul”.Sebuah modul PV umumnya terdiri dari 36 selsurya atau 33 sel, dan 72 sel.

Beberapa modul pv dihubungkan untukmembentuk satu rangkaian tertentu disebut “PVPanel” , sedangkan jika berderet-deret modul pvdihubungkan secara baris dan kolom disebut “PVArray”.

Sumber: Steven J.Strong, The Solar Electric House, p.54

Gambar 6. Diagram Hubungan Sel Surya, Modul,Panel & Array



133

Hubungan sel-sel surya dalam Moduldapat dilakukan secara “Seri” untuk mendapat-kan varian voltage umumnya 12V, dan secara“Pararel” untuk mendapatkan varian “ArusListrik” (current).


Gambar 7. Diagram Rangkaian Sel Surya (PV sel)dalam Modul

Hubungan Modul-modul PV pada Array jugadapat dihubungkan secara “Seri” untukmendapatkan voltage yang tinggi, dandihubungkan secara “Parerel” untukmendapatkan amps yang besar. ( lihat gambar 8 )


Gambar 8. Diagram Rangkaian Modul PV dalamArray.

“Seri “— 4 modul pv @ 12 volt, 2 amp dihubungkan secaraseri akan mendapatkan 48 volt, 2 amp. “Pararel “— 4 modul pv @ 12 volt, 2 amp dihubungkansecara seri akan mendapatkan 12 volt, 8 amp.

Photovoltaic (PV) System

Aliran listrik yang didapat daripanel/deretan PV akan berupa listrik DC—directcurrent, kemudian disimpan ke accu, dansebagian listrik DC dirubah ke AC—alternatingcurrent dengan alat inverter (DC dirubah ke AC)untuk dipakai dengan alat “household”—lemaries, TV, lampu-lampu, pompa air, dsb., kemudian

sebagian DC dapat dipakai langsung untuksebagian alat dengan spesifikasi DC.

Ada 3 Sistim Rangkaian PV :1. Sistim DC semua. (gambar 9)2. Sistim DC dan AC (gambar 10)3. Sistim interaktip DC, AC dan jaringan listrik

lokal PLN. (gambar 11)

Sumber: Home Power Magazine # 64,p.41

Gambar 9. Sistim dan Beban dengan DC

Sumber: Home Power Magazine # 64,p.41

Gambar 10. Sistim DC dan AC



134

Sumber : Home Power Magazine # 60, p.19

Gambar 11. Interaktip DC, AC, dan Jaringanlokal PLN

Dalam sistim DC dan AC, memungkinkanpenggunaan Generator set sebagai tenagacadangan untuk membantu pengisian rangkaianbatery-batery bila cuaca atau solar radiasi mata-hari tidak dapat menghasilkan tenaga listrik atauvoltage untuk pengisian ke batery. (gambar 12)

Sumber : Home Power Magazine # 61, p.15

Gambar 12. Sistim DC dan AC + Back UpGenerator

Rangkaian Photovoltaic (PV) sistim diatas,adanya alat “Charge Controller” berperan untukmengatur jumlah beban listrik PV ke batery dan“Inverter” berperan untuk mengubah teganganlistrik DC 12V, 24V, atau 48V dari deretanbatery-batery ke tegang listrik 110V atau 220VAC agar dapat diapklikasikan dengan alat-alatrumah tanggan atau perkantoran seperti : lampu-lampu, lemari es, air conditioning, pompa air danlainnya.

Pemilihan batery sebagai penyimpan listrikPV sistim ada 2 macam :1. Jenis batery siklus pengisian pendek

(shollow-cycle batteries), pengisian amp-hours (Ah) hanya mampu 10% - 20% darikapasitas batery dalam sehari.

2. Jenis batery siklus pengisian panjang (deep-cycle batteries), dapat mengisikan amp hours

(Ah) sampai 60%-80% dari total kapasitasbatery dalam sehari. Maka jenis batery iniyang sering dipakai pada perumahan denganphotovoltaic sistim.

Baik untuk deretan jenis batery shollow-cyclemaupun deep-cycle dapat dikaitkan secara :a. Serib. Paralel

Cara kedua jenis kaitan tersebut tidak akanmempengaruhi kelanggengan umur batery (umurbatery lebih dipengaruhi oleh kebenaranpemasangan aplikasi-apklikasi, hubungan danperhitungan beban antar unit sistim PV).

SEL SURYA PADA ARSITEKTUR

Revolusi aplikasi photovoltaic pada bangu-nan arsitektur telah mengalami perkembanganyang pesat, mulai dari teknologi biasa sampaiteknologi tinggi pada generasi ke-3, yaitu :

1. Generasi Pertama (tahun 1980 an)Panel-panel/deretan PV modul dengan rangkabesi hanya diletakkan (mounting) pada bidangatap datar bangunan dengan alat penyangga(tracking).

2. Generasi Kedua (tahun 1990 an)Sel-sel photovoltaic (PV) dikembangkan lebihmenyatu menjadi bagian material bangunanyaitu: bahan atap (genting, sirap).

3. Generasi Ketiga (tahun 1997)Chip/modul PV dikembangkan menjadikesatuan integrasi bangunan arsitektur dalamberbagai materi bangunan dan aplikasicanggih.

Generasi ke 1 Generasi ke 2

Panel PV mounted Atap PV sirap

Generasi ke 3 Deretan Modul PVDeretan Modul PV pada CanopySebagai penutup Atrium



135

Aplikasi PV Generasi ke 3

a. Bentuk Sirap (thin film crystalline)10

Deretan Modul PV sebagai penutup atap

b. Bentuk Cladding (curtain walls)

Deretan Modul PV sebagai penutup facade

Pada umumnya pemanfaatan energi SelSurya (photovoltaic) telah populer dilakukandidunia dalam bidang :a. perumahan & vila/penginapan (paling sering

daerah yang jauh dari jaringan listrik).b. komersial (perkantoran, rumah sakit, institusi,

stop-bis dan penerangan lampu jalan). 10 SUNSLATES, A new demension fot the architecture,www.geniuslaci.com/page2.html, p.1

c. industri (telekomunikasi, pembangkit listrik,stasiun pompa air, cadangan listrik).

Demikian juga untuk Indonesia dalam tahun1998- 2000, telah melaksanakan project 50.000“lighting systems” untuk masyarakat yang jauhdari jangkauan jaring PLN oleh perusahaan ‘BPSolar”.11

APLIKASI PHOTOVOLTAIC PADABANGUNAN PERUMAHAN

Typikal Aplikasi Modul-modul PV padasebuah rumah sangat sederhana dan mudahdipasang, hanya dibutuhkan extra “ruang utilitas”untuk penempatan/menyimpan alat “regulator”,inverter, batery dan lainnya. (lihat skemadibawah ini)

Deretan Modul PV integrasi denganstruktur perumahan secara arsitektur padaaplikasi :A. atap (miring—pelana, perisai atau datar).B. lisplank overstack ( leufel, canopy ).C. dinding facade.

11 BP Amoco, Project Works, www.bpsolarex.com/1st_Project_Work.html, p.3.



136

Sedangkan agar dapat menperoleh energioptimum dari sisi perletakkan modul/deretan PVbaik pada unit perumahan maupun bangunankomersial, maka ada 5 cara perletakkanderetan/modul PV:1. Fixed Array2. Seasonally Adjusted Tilting3. One axis tracking4. Two axis tracking5. Concentrator Arrays

1. Fixed Array

Deretan modul PV diletakkan pada strukturpeyanggah PV (rangka tersendiri) atau menyatuke struktur atap. Pemasangan secara “PV Tetap”sering dilakukan karena paling mudah dalampelaksanaan dan biaya sedikit.

Perhitungan sudut kemiringan (tilt angle)pada suatu lokasi berdasarkan “Latitude”—optimum pada posisi 21 Maret & 21 September(solstices) yaitu :

“Latitude Angle Location + 23 derajat “12

Padahal sudut “altitude” dari matahariberubah secara konstan dalam hitungan haridalam setahun, maka sudut deklinasi harusdiperhitungkan untuk posisi matahari, yaitu :posisi tepat-->

desember 21 = - 23.45 derajatmaret 21 = 0 derajatjuni 21 = + 23.45 derajatseptember 21 = 0 derajat

maka untuk “Tilt Angle” berdasarkan sudutaltitude matahari pada suatu lokasi dalam suatuwaktu :

Altitude Angle = 90 derajat - latitude angle +declination angle 13

Atau untuk suatu lokasi yang energi radiasihampir konstan dalam setahun ( sangat dekat keEquator ) maka dapat juga pakai rumus ini untuk“Tilt Angle” optimum fixed arrays, :

Latitude + 15 derajat14

Disamping menemukan “tilt angle”optimum, maka deretan modul-modul PV tetapdiarahkan ke Utara untuk lokasi di latitudeSelatan, dan sebaliknya.

12 Photocoltaic Panel Simulation User’s Guide, p.5.13 Strong, Steven J, The Solar Electric House, p. 69.14 Strong, Steven J, The Solar Electric House, p. 69.

A. Pemasangan Fixed Array PV pada AtapPerumahan Pelana/Perisai.

Ada 2 macam pemasangan “Roof-MountedPhotovoltaics Arrays/Modules” pada atapperumahan, yaitu :

1. Shingle ModuleDeretan modul-modul PV dipasang dan

dikaitkan dengan besi/rangkan PV diataspenutup atap “sirap atau asbes gelombang”,genteng metal juga dimungkinkan karenacukup datar untuk perletakan rangka PV.(gambar 13 )

Sumber; Home Power Magazine # 64, p.38

Gambar 13. Shingle Modules PV

2. Integral Roof ModulesDeretan modul PV dipasang secara integrasidengan struktur rangka atap (dibutuhkangording dan jurai); modul PV sebagaipengganti sebagian atau seluruh penutup atapsesuai luasan modul PV yang dikehendaki.lihat gambar 14 & gambar 15 detailpemasangan modul P). Sistim modul PVintegrasi dengan atap harus kedap air hujanbaik pada deretan modul PV sendiri maupunpada hubungan modul PV dengan penutupatap lainnya.

Sumber : www6,50megs.com/pvroofs/

Gambar 15. Integral Roof Modules PV



137

Sumber : www6,50megs.com/pvroofs/

Gambar 15. Detail Struktur Atap & Modules PV

B. Pemasangan Fixed Array PV pada LisplankOverstack (Rain-Screen Cladding )

Deretan module PV dipasang secara tetappada bidang lisplank overstack untuk meng-hasilkan energi listrik surya dan berfungsisebagai bahan material bangunan. Sebagaicontoh : 22 unit perumahan baru di Dordrecht,De Rietlanden mengaplikasikan modul PV seluas@ 10m2 pada overstack dengan tilt angle 60derajat, menghadap ke Selatan & menghasilkan± 1 kwp (gambar 16).

Sumber: www.bear.nl/bear15theupvconf/html

Gambar 16. Modules PV pada Overstack Rumah

C. Pemasangan Fixed Array PV pada DindingBangunan ( Curtain-Wall, Glass-Cladding ).

Modul PV sebagai Wall-Cladding dipakaisilikon efisiensi tinggi yaitu: “Mono-cyrstalline”;

dan sebagai Glass-Cladding (semi-transparan)dipakai silikon “Amorphous” dan “Crystalline”.Teknologi PV Glass-cladding memungkinkanpara arsitek mendesain bangunan yang hematenergi (listrik surya), kreatif, innovatif,keseimbangan estetik pada desain: “Atrium,Curtain-wall, Rooflights, dan SunSpaces.(gambar 17 ).

Sumber : www.siemenssolar.com/residential_four_seasons.html

Gambar 17. PV Glass-Modules pada SunSpace

2. Seasonally Adjusted Tilting

Deretan modul PV dapat dirubah secaramanual sesuai waktu (Maret/Juni/Sept./Des.)yang dikehendaki untuk pengoptimalan “tiltangle”. Untuk lokasi yang terletak pada “Mid-latitude” dapat mengubah sudut modul PV setiap3 bulan, dan akan meningkatkan produksi energisurya ± 5%.15

3. One Axis Tracking

Panel modul PV dapat mengikuti lintasanpergerakan matahari dari Timur ke Barat secaraotomatis; akan mendapatkan efisiensi ± 20%dibandingkan Fixed Arrays.

4. Two Axis Tracking

Panel modul PV dapat mengikuti lintasanpergerakan matahari dari Timur ke Barat sertaorientasi Utara-Selatan secara otomatis; akanmendapatkan efisiensi ± 40% dibandingkanFixed Arrays.

15 www.anu/engn/solar/Sun/help/Pvguide.html,p.6.

Deretan Modul PVsebagai penutupSunSpace, memasukkancahaya alami sambilmendapatkan listik surya



138

5. Concentrator Arrays

Deretan lensa optik dan cermin yangmenfokuskan pada suatu area Sel Surya (PV)efisiensi tinggi.

Concentrator Arrays

APLIKASI PHOTOVOLTAIC PADABANGUNAN KOMERSIAL

Aplikasi Modul-modul PV pada bangunankomersial tetap juga memanfaatkan bidang-bidang atap datar, lisplank overstack atau “rain -screen cladding”, serta teknologi “IntegrasiBangunan” pada Glass-cladding (aplikasi“daylighting”) & (aplikasi “photovoltaics)bersamaan secara terpadu dalam penghematanenergi Contoh : Sebuah bangunan perkantoransewa yang mengaplikasikan modul-modul PVdalam desain secara integrasi bangunan padaderetan PV modul sebagai bahan materialpenutup lisplank-lisplank overstack (gambar 18).

Sumber: http//fastq.com/-lanegarr/pvprj.html

Gambar 18. Deretan Modul PV dipasang padaAtap dan Lisplank Overstack(Building Integrated PV)

Bangunan College (institusi) juga meman-faatkan energi surya dalam penghematan energi

listrik operasional pada bidang atap datar yangluas (gambar 19).

Sumber: Home Power Magazine # 64, p.4

Gambar 19. Deretan Modul PV dipasang padaAtap Sebuah Sekolahan (College)

Untuk pemanfaatan sebagai “Rain-Screen”Cladding pada University of Northumbria, UK.Dipakai 585 modul BP PV & terpasang seluas390 m2 pada facade; energi surya dihasilkansebanyak 32 MWh/ tahun & sebanding dengankebutuhan energi listrik pada bangunan inisebanyak 30%-40% per tsahun. (gambar 20).

Sumber: BP Amoco, Building Power for the Future, BuildingIntegrated Photovoltaics, p.6.

Gambar 20. Deretan Modul dipasang sebagai“Rain-Screens” dan Detail LaminatePV (semi-transparan PV)

Penggunaan sebagai Glass-Cladding padabangunan komersial untuk selain memasukkancahaya alami sebanyak mungkin dan jugasebagai faktor keseimbangan estetik antaramodul-modul PV dan cahaya. Modul PV darisilikon “amorphous semi-transparant” dan



139

“crystalline transparant interspaces” dipakaisebagai glass-cladding berkategori efisiensitinggi dan peka terhadap cahaya (matahari/pantulan cahaya).

Sumber: BP Amoco, Building Power for the Future,Building Integrated Photovoltaics, p.12.

Gambar 21. Deretan Modul PV semi-transparant& transparant interspaces sebagaicurtain wall-glass

KOMENTAR

1. Letak geografis Indonesia-Surabaya yangstrategis (latitude) dan jumlah-hari mataharibersinar (2 musim), mestinya harus mulailebih memanfaatkan energi Sel Surya (PV)daripada negara yang mempunyai 4 musimdan letak latitude yang jauh dari equator yangkian hari bertambah antusias dalampengembangan teknologi tinggi pada sistimdan aplikasi photovoltaic pada berbagai jenisbangunan arsitektur.

2. Indonesia dapat belajar banyak dalam halpenghematan energi bangunan dan penge-trapan aplikasi Sel Surya dari negara-negaratetangga yang kurang strategis dalam alamdan letak geografisnya.

3. Developer hunian perumahan “dapat mulaibelajar” sadar akan penghematan dan peman-faatan energi surya (gratis) ini sebagai energicadangan dari jaringan pembangkit listrik

formal yang sebagian tidak ramah lingkungan(nuclear-power—polusi).

DAFTAR PUSTAKA

Lorenzo, Eduardo, Solar Electricity, Engineeringof Photovoltaic Systems, Institute of SolarEnergy, Polytechnic University of Madrid,1994.

Strong, Steven J., The Solar Electric House, ADesign Manual for Home-Scale Photovol-taic Power Systems, Pennsylvania, RodalePress, 1987.

Journal/Magazine:

Home Power, Issue 59, St. Croix Press, Inc.,Wisconsin, 1997.



Solar Today, The American Solar EnergySociety Press, Sept/Oct., 1994

World Wede Web Sites:

www.altairenergy.com/about/pvwork.htmwww.anu.edu.au/engn/solar/Sun/help/PVguide.htmlwww.aqmd.gov/news/pvroofs.htmlwww.bear.nl/bear15theupvconf.htmlwww.bp.com/earthday/solar_challenge.aspwww.bp.com/earthday/solar_bipv.aspwww.buddycom.com/ecol/pv/pv2.htmlhttp://fastq.com/-lanegarr/pvproj.htmlwww.geniusloci.com/page1.htmlwww.hmi.de/bereiche/F/ag_solar/eureseng.htmlwww.plastecs.com/solar_cells.htmwww.pv.unsw.edu.au/eff/eff_tab1.htmlwww.pv.unsw.edu.au/pvcdrom/peenergy.htmlwww.siemenssolar.com/history.htmlwww.siemenssolar.com/qt2.htmlwww.siemenssolar.com/architectural_utility_system.htmlwww.solarstrom.eh/english/enecoloe.htmwww.solarvt.com/SolarVT/ripvaticle.htmlwww.solarvt.com/SolarVT/pv.htmlwww.6.50megs.com/pvroofs/



140



141

fotovoltaik.pdf

Documents

Transcript of fotovoltaik.pdf