1

KONVERTER ENERGI

A. KONVERSI ENERGI PANAS KE LISTRIK

1. KONVERTER TERMOELEKTRIK

1.1. Pengertian Termoelektrik

Prinsip kerja dari Termoelektrik adalah dengan

berdasarkan Efek Seebeck yaitu “jika 2 buah logam yang

berbeda disambungkan salah satu ujunganya, kemudian

diberikan suhu yang berbeda pada sambungan, maka terjadi

perbedaan tegangan pada ujung yang satu dengan ujung yang

lain”.( Muhaimin, 1993).

1.2. Sejarah Termoelektrik

Fenomena termoelektrik pertama kali ditemukan tahun

1821 oleh ilmuwan Jerman, Thomas Johann Seebeck. Ia

menghubungkan tembaga dan besi dalam sebuah rangkaian. Di

antara kedua logam tersebut lalu diletakkan jarum kompas.

Ketika sisi logam tersebut dipanaskan, jarum kompas ternyata

bergerak. Belakangan diketahui, hal ini terjadi karena aliran

listrik yang terjadi pada logam menimbulkan medan magnet.

Medan magnet inilah yang menggerakkan jarum kompas.

Fenomena tersebut kemudian dikenal dengan efek Seebeck.

Penemuan Seebeck ini memberikan inspirasi pada Jean

Charles Peltier untuk melihat kebalikan dari fenomena tersebut.

Dia mengalirkan listrik pada dua buah logam yang direkatkan

dalam sebuah rangkaian. Ketika arus listrik dialirkan, terjadi

penyerapan panas pada sambungan kedua logam tersebut dan

pelepasan panas pada sambungan yang lainnya. Pelepasan dan

penyerapan panas ini saling berbalik begitu arah arus dibalik.

Penemuan yang terjadi pada tahun 1934 ini kemudian dikenal

2

dengan efek Peltier. Efek Seebeck dan Peltier inilah yang

kemudian menjadi dasar pengembangan teknologi termoelektrik.

1.3. Prinsip Kerja Termoelektrik

Teknologi termoelektrik bekerja dengan mengonversi

energi panas menjadi listrik secara langsung (generator

termoelektrik), atau sebaliknya, dari listrik menghasilkan dingin

(pendingin termoelektrik). Untuk menghasilkan listrik, material

termoelektrik cukup diletakkan sedemikian rupa dalam rangkaian

yang menghubungkan sumber panas dan dingin. Dari rangkaian

itu akan dihasilkan sejumlah listrik sesuai dengan jenis

bahan yang dipakai. Kerja pendingin termoelektrik pun

tidak jauh berbeda. Jika material termoelektrik dialiri listrik,

panas yang ada di sekitarnya akan terserap. Dengan demikian,

untuk mendinginkan udara, tidak diperlukan kompresor

pendingin seperti halnya di mesin-mesin pendingin konvensional.

Untuk keperluan pembangkitan lisrik tersebut

umumnya bahan yang digunakan adalah bahan semikonduktor.

Semikonduktor adalah bahan yang mampu menghantarkan arus

listrik namun tidak sempurna. Semikonduktor yang digunakan

adalah semikomduktor tipe n dan tipe p. Bahan

semikonduktor yang digunakan adalah bahan semikonduktor

ekstrinsik. Persoalan untuk Termoelektrik adalah untuk

mendapatkan bahan yang mampu bekerja pada suhu tinggi.

Terdapat tiga sifat bahan Termoelektrik yang penting, yaitu :

1. Koefisien Seebeck(s)2. Konduktifitas panas(k)

3. Resistivitas( r )

3

Gambar 3.1 skema dasar Termoelektrik

Tabel 3.1 Daerah tegangan bahan Termoelektrik

Logam Tegangan (mV)Bismuth -7,7

Konstantan -3,47 hingga -3,4

Kobalt -1,99 hingga -1,52Nikel -1,94 hingga -1,2

Air raksa -0,07 hingga -0,04Platina 0Grafit +0.22

Tentalum +0,34 hingga +0,51Timah putih +0,4 hingga +0,44Timah hitam +0,41 hingga +0,44Magnesium +0,4 hingga +0,43Aluminium +0,37 hingga +0,41Wolfram +0,65 hingga +0,9Rodium +0,65Perak +0,67 hingga +0,79

Tembaga +0,72 hingga +0,77Baja V 2A +0,77

Seng +0,6 hingga +0,79

Manganin +0,57 hingga +0,82Iridium +0,65 hingga +0,68

4

Emas +0,56 hingga +0,8Kadmium +0,85 hingga +0,92

Molibdenum +1,16 hingga +1,31Besi +1,87 hingga +1,89

Chrom nikel +2,2Antimonium +4,7 hingga +4,86

Silikon +44,8

Telirium +50

2 . Pemanfaatan Termo Elektrik

Pemanfaatan teknologi Termoelektrik antara lain:

2.1. Pembangkit daya (Power generation)

Sampai saat ini pembangkitan listrik dari sumber

panas harus melalui beberapa tahap proses. Bahan bakar

fosil akan menghasilkan putaran turbin apabila dibakar

dengan tekanan yang sangat tinggi. Hasil putaran turbin

tersebut akan dipakai untuk memproduksi tenaga listrik.

Kira-kira 90 persen energi listrik dunia yang berasal dari

sumber panas masih memakai cara ini. Sehingga efisiensi

energi masih sangat rendah akibat beberapa kali proses

konversi. Panas yang dihasilkan banyak yang dilepas atau

terbuang percuma. Apabila proses konversi ini dapat diubah,

efisiensi energi akan menjadi lebih besar karena listrik bisa

didapatkan langsung dari sumber panas tanpa melalui

beberapa kali tahap konversi.

Namun, beberapa pembangkit tenaga listrik sudah

menggunakan metode yang dikenal sebagai cogene r a ti on di

mana di samping tenaga listrik yang dihasilkan, panas

yang dihasilkan selama proses ini digunakan untuk tujuan

alternatif. Dengan menggunakan Termoelekrik, panas yang

dihasilkan selama proses yang alami pembangkit akan diubah

menjadi listrik, sehingga panas yang dihasilkan tidak

5

terbuang secara percuma dan energi yang dihasilkan oleh

pembangkit menjadi lebih besar, serta efisiensi energi

menjadi lebih tinggi. Termoelektrik juga mengkin dapat

digunakan pada sistem s o l ar t he rm al ene r g y .(W ikipedia,

2009)

2.2. Kendaraaan bermotor

Saat ini untuk meningkatkan efisiensi dari

kendaraan bermotor, dilakukan berbagai macam usaha atau

teknologi yang dikembangkan, saat ini sedang popular adalah

system hybrid. Pada system hybrid pada kendaraan bermotor

adalah gabungan system kendaran bermotor dengan mesin

pembakaran dalam dan dengan motor listrik. Energi listrik

untuk menggerakn motor listrik diperoleh dari altenantor

dan juga dynamic brake, dimana energy gerak (putaran)

diubah menjadi energy listrik. Keuntungan dari kendaraan

hybrid adalah bahwa kendaraan hybrid dapat mengurangi

konsumsi bahan bakar melalui 3 mekanisme yakni

a) Pengurangan energi terbuang selama kondisi ‘idle” atau

keluaran rendah, dan biasanya mesin motor bakardalam

keadaan mati.

b) Pengurangan ukuran dan tenaga mesin motor bakar,

dalam hal kekurangan tenaga akan dipenuhi oleh motor

listrik,

c) Menyerap energi yang terbuang.

Sementara energy panas yang dibuang belum

dimanfaatkan untuk system Hybrid ini. Muncullah suatu

konsep memanfaatan energy panas yang terbuang pada

kendaraan bermotor yang akan dijadikan energy

listrik. Konsep yang digunakan adalah konsep Seebeck.

Apabila terdapat dua sumber temperatur yang berbeda

pada dua material semi konduktor makan akan mengalir

6

arus listrik pada material tersebut. Konsep ini lebih

dikenal dengan pembangkit termoelektrik.

Dengan menggunakan Teknologi Termoelektrik

ini apabila diterapkan pada kendaraan bermotor dimana

gas buang pada mesin motor bakar berkisar antara 200-

300oC sementara temperatur lingkungan bekisar antara

30-35 oC maka dengan adanya beda temperatur ini akan

diperoleh gaya gerak listrik yang kemudian dapat

digunakan untuk menggerakan motor listrik atau

disimpan di dalam batere. Apabila dapat diterapkan di

kendaraan hybrid maka konsumsi bahan bakar pada

kendaraan bermotor akan semakin hemat.

Kombinasi ketiga keuntungan hybrid bisa

diterapkan pada kendaraan sehingga mesin menjadi

lebih kecil, ringan, dan lebih efisien dibanding kendaraan

konvensional. Dengan demikian diharapkan dapat

mengurangi konsumsi bahan bakar pada kendaraan

bermotor lebih banyak lagi karena batere pada kendaraan

dimana berfungsi sebagai sumber utama energy motor

listrik akan selalu penuh karena mendapat suplai dari

pembangkit thermoelektrik. Dengan berkurangnya

konsumsi bahan bakar maka dapat pula mengurangi

emisi gas buang ke lingkungan.( Koestoer,2008).

2.3. Mesin Pendingin

Termoelektrik sebagai pendingin dibuat

menjadi sebuah modul semikonduktor yang jika dialiri

arus listrik DC maka kedua sisi modul termoelektrik ini

akan mengalami panas dan dingin. Sisi dingin inilah yang

dimanfaatkan sebagai pendingin produk. Dalam bidang

kedokteran dan kesehatan, ketersediaan darah sangat

7

dibutuhkan oleh pasien untuk proses penyembuhannya.

Seperti pasien yang mengalami kecelakaan, melahirkan,

dioperasi atau yang memiliki penyakit berat lainnya

setidaknya membutuhkan darah minimal 1000 – 1500

mL. Darah yang tersedia hasil donor dari orang sehat

sekitar 250 – 300 mL disimpan dalam labu plastik dan

harus dijaga agar tidak rusak. Darah harus disimpan pada

kondisi temperatur tertentu agar sel darah mengalami

proses metabolisme yang minimal sehingga tidak

mengalami kerusakan dan dapat digunakan untuk jangka

waktu yang cukup lama. Untuk menjawab permasalahan

di atas maka diperlukan suatu tempat penyimpan darah

(carrier) hasil donor yang kondisinya dijaga pada suhu 1 -

6 ºC sehingga bisa digunakan sampai 28 hari ke depan.

Adapun solusi yang ditawarkan adalah membuat suatu

kotak penyimpan darah portabel yang temperaturnya

dijaga konstan. Teknologi termoelektrik memungkinkan

untuk mendinginkan darah dalam kapasitas kecil. Sisi

dingin pada modul termoelektrik digunakan untuk

mendinginkan darah pada suhu yang diinginkan.

Untuk menjaga agar suhunya konstan maka biasanya

digunakan alat kontrol termostat. Dalam merancang

sistem ini, langkah awalnya adalah merencanakan

disain konstruksi kotak penyimpan darah beserta

sistem kontrol dan kelistrikan. Langkah selanjutnya

melakukan perhitungan beban pendinginan yang meliputi

beban pendinginan darah, beban kalor konduksi dinding,

beban infiltrasi dan beban yang ditimbulkan oleh

peralatan listrik. Semua beban dijumlah total sebagai

beban kalor yang harus didinginkan oleh modul

termoelektrik. Pemilihan spesifikasi modul termoelektrik

didasarkan pada beban kalor, beda suhu dan parameter

8

listrik yang digunakan. Kelebihan sistem pendingin

termoelektrik adalah tidak berisik, mudah perawatan,

ramah lingkungan dan tidak memerlukan banyak

komponen tambahan. Selain itu manfaat lain dari

termoelektrik sebagai mesin pendingin adalah dapa

mengurangi polusi udara. Hydrochlorofluorocarbons

(HCFCs) dan chlorofluorocarbons (CFC) dikenal sebagai

ozone depleting substances (ODSs), yaitu substansi yang

meyebabkan penipisan lapisan ozon merupakan zat yang

sudah lama dipakai dalam mesin pendingin. Namun, baru-

baru ini telah diterbitkan regulasi mengenai penggunaan

zat-zat tersebut dalam mesin pendingin, sehingga mesin

pendingin berteknologi termoelektrik menjadi solusi

cerdas dalam masalah ini. Dengan teknologi ini dapat

mengurangi penggunaan bahan kimia berbahaya seperti

itu dan mungkin akan berjalan lebih tenang (karena

mereka tidak memerlukan bising K o m pre s or). (Tellurex,

2008)

Keunggulan dari teknologi termoelektrik pada

mesin pendingin dari teknologi lainnya adalahi:

a) Pendingin Termoelektrik tidak memiliki bagian

yang bergerak, dan karena itu kebutuhan

pemeliharaan tidak terlalu penting.

b) Pengujian ketahanan telah menunjukkan kemampuan perangkat untuk thermoelectric melebihi 100.000 jam operasi yang stabil di berbagai negara.

c) Temperatur kontrol dari masing-masing bagian

dapat dijaga menggunakan perangkat

thermoelectric dan dukungan yang sesuai dari

circuit..

d) Fungsi dari Pendingin Termoelektrik dalam

9

lingkungan yang terlalu parah, terlalu sensitif,

atau terlalu kecil untuk pendinginan konvensional.

e) Pendingin Termoelektrik tidak bergantung pada posisi.

f) Arah panas pemompaan dalam sistem

thermoelectric sepenuhnya dapat dibatalkan. dengan

mengubah polaritas dari DC power supply menyebabkan

panas yang akan dipompa ke arah-yang dingin kemudian

dapat menjadi panas

3. Konverter Termionik

3.1. Prinsip Kerja Termionik

Pembangkit listrik dengan termionik adalah mengubah energi

panas menjadi energi listrik dengan menggunakan emisi termionik. Emisi

termionik adalah terlepasnya electron dari permukaan logam yang lebih

panas ke permukaan logam lainnya yang dipanasi bersama sama. Emosi

Termionik juga dikenal sebagai “Emisi Thermal Elektron”. Proses ini

sangat penting dalam pengoperasian berbagai perangkat elektronik

dan dapat digunakan untuk pe m bangk i t daya a tau pendinginan

keluaran energi

anoda (kolektor)

beban cairan

masukan energi

kotoda (emiter)

Gambar 3.2 skema dasar converter termionik

Elektron electron bebas dari emitter mempunyai energy yang

seimbang dengan level ferminya. Elektron elektron ini dapat

meninggalkan katoda, jumlah dari energy panas yang disuplai padanya

akan sama dengan fungsi kerja katoda Ø c. Elektron-elekron yang

diemisikan akan menuju ke arah kolektor (anoda), dengan kerugian

energy yang kecil. Pada anoda, elektron elektron yang diserap akan

membangkitkan energi Ø a dalam bentuk panas, hal ini menaikkan level

Fermi dari anoda, Karena Ø a < Ø c maka selisihnya (Ø c - Ø a) dapat

ditranformasikan menjadi energy listrik.

Bahan katoda hendaknya mempunyai kemampuan emisi yang

cukup pada suhu kerja, mempunyai konduktifitas listrik maupun

konduktifitas panas yang tinggi dan stabil terhadap pengaruh kimia.

Bahan yang relative memenuhi syarat di atas antara lain: W,Mo, dan Ta

yang permukaannya dilapisi Ce untuk menghindari penguapan dan

mendapatkan emisi yang lebih baik pada suhu sekitar 2000° C. Bahan

bahan lainnya adalah Barium Oksida, Uranium Karbida yang dicampur

dengan Stontium dan Calsium Oksida.

Bahan bahan yang digunakan sebagai anoda harus memenuhi

syarat: kemampuan emisi ternyata rendah, restistivitas rendah, sifat kimia

maupun mekanismenya baik. Bahan bahan yang digunakan untuk anoda

antara lain: Cu, Ni, Ag yang dilapisi Ce. ( Muhaimin, 1993).

3.2. Pemanfaatan Konverter Termionik

Pemanfaatan dari teknologi Termionik dapat dilihat pada diode,

pada pembangkit listrik tenaga nuklir untuk keperluan kapal ruang

angkasa, rektor spektrum termionik, dan lain-lain. Pemanfaatan

teknologi Termionik pada diode dapat dilihat pada Diode Termionik,

dimana diode ini dapat mengkonversi perbedaan yang panas ke tenaga

listrik secara langsung. Dan pada teknologi pembangkit listrik tenaga

nuklir untuk keperluan kapal ruang angkasa dapat dilihat pada

pemanfaatan dari panas yang terbuang dari pembangkit dengan

mengkonversinya menjadi listrik. (Wikipedia, 2009).

B. KONVERSI ENERGI KIMIA MENJADI LISTRIK

Batere dan sel bahan bakar adalah sistem dimana energi kimia yang disimpan dalam sistem diubah menjadi energi listrik secara langsung.

Batere dan sel bahan bakaroperasinya sangat mirip,sedang perbedaannya terletak pada bahan bakarnya,dimana batere mempunyai jumlah bahan bakar atau energi kimia yang tetap,sedang sel bahan bakar mempunyai bahan bakar yang terus – menerus diisikan.

Batere digunakan sebagai sistem penyimpan energi dan dapat dibagi menjadi dua kategori batere primer dan batere sekunder.Batere primer , seperti sel konvensional C dan D ,tidak dapat diisi kembali ,sedang batere sekunder seperti batere mobil dengan asam dan timah,dapat diisi berkali – kali.

Sel bahan bakar dan batere komposisinya sama,dimana keduanya terdiri dari dua elektroda yang dipisahkan oleh larutan elektrolit atau matriks.Dalam sel bahan bakar ,reaktan bahan bakar ,biasanya hydrogen atau karbon monoksida,diberikan ke salah satu elektroda yang berpori – pori dan oksigen atau udara dimsukkan ke dalam elektroda berpori yang lain.

Elektroda sel bahan bakar harus memenuhi tiga hal.Elektroda harus berpori – pori sehingga bahan bakar dan elektrolit dapat menembusnya untuk mendapatkan kontak yang cukup.Ukuran pori – pori elektroda sangat penting.Jika pori – pori terlalu besar, gas bahan bakar akan menggelembung dan hilang keluar.sedang,jika pori – pori terlalu kecil,akan terjadi kontak yang tidak cukup antara reaktan dan elektrolit sehingga kapasitas sel berkurang.Elektroda harus mengandung katalisator kimia untuk memecah ikatan bahan bakar menjadi atom sehingga dapat menjadi lebih reaktif.Katalisator paling populer yang digunakan sekarang ini adalah platina dan nikel yang disinter.akhirnya ,elektroda harus bias melewatkan electron ke terminal.

Larutan elektrolit harus mempunyai permeabilitas tinggi terhadap ion H+ atau OH- yang dihasilkan sebagai produk antara pada salah satu electrode.Ion yang sama

di transfer ke lain elektroda dan dikombinasikan dengan reaktan lain.Elektron berpindah melalui sirkuit luar ke elektroda yang lain,dimana produk oksidasi dibentuk.

Jika sel membakar oksigen dan hydrogen dan mempunyi elektrolit asam,ion antaranya ialah H+ dan reaksi umumnya sebagai berikut

Unjuk Kerja Sel Bahan Bakar

C. KONVERSI ENERGI ELEKTROMAGNETIK KE ENERGI LISTRIK

1. KONVERTER FOTOVOLTAIK

1.1. Pengertian

Energi elektromagnetik dapat diubah langsung menjadi energi listrik dalam sel fotovoltaik atau lebih umum disebut sel matahari.Seperti sel bahan bakar ,efisiensi maksimum konversi sistem ini tidak dibatasi oleh efisiensi suatu siklus mesin kalor dapat balik eksternal.skan tetapi konversi energi mataharike energi listrik dibatasi dengan efisiensi konversi yang relatif rendah.

Prinsip operasi sel fotovoltaic ditemukan oleh Adams dan Day pada tahun 1876 dengan menggunakan selenium . Pada tahun 1919, Coblenz menemukan bahwa voltase dibangkitkan antara daerah yang disinari dan daerah yang gelap pada suatu Kristal semi konduktor.Tetapi konversi fotoelektrik masihmerupakan peristiwa dalam laborat sampai pada tahun 1941 ketika Ohl menemukan efek fotovoltaic pada sambungan n – p pada dua semikonduktor.

Hal yang menarik dari sistem ini terutama adalah kemampuannya untuk mengubah energi elektromagnetik dari sinar matahari menjadi energi listrik secara langsung.Dengan menggunakan konstanta matahari 1395 W/m2 ,dapat dilihat bahwa temperatur radiasi efektif di permukaan matahri ialah sekitar 60000 K (108000

R).Menurut hukum perpindahan panas radiasi dari Wiens,energi radiasi matahari yang paling mungkin ialah sekitar 2,8eV.Meskipun energi ini sangat kecil dibanding dengan energi yang didapat dari reaksi nuklir,tetapi sudah lebih dari cukup untu mengupas elektrron valensi dari bermacam material.

1.2. Pemanfaatan Tenaga Surya dalam Menghasilkan Listrik

Listrik tenaga surya memanfaatkan sinar matahari sebagai

sumber penghasil listrik. Alat utama untuk menangkap, perubah dan

penghasil listrik adalah Photovoltaic atau yang disebut secara umum

Modul / Panel Solar Cell.Dengan alat tersebut sinar matahari dirubah

menjadi listrik melalui proses aliran-aliran elektron negatif dan positif

didalam cell modul tersebut karena perbedaan electron. Hasil dari

aliran elektron-elektron akan menjadi listrik DC yang dapat langsung

dimanfatkan untuk mengisi battery / aki sesuai tegangan dan ampere

yang diperlukan.

Rata-rata produk modul solar cell yang ada dipasaran

menghasilkan tegangan 12 s/d 18 VDC dan ampere antara 0.5 s/d 7

Ampere. Modul juga memiliki kapasitas beraneka ragam mulai

kapsitas 10 Watt Peak s/d 200 Watt Peak, juga memiliki type cell

monocrystal dan polycrystal. Komponen inti dari sistem PLTS ini

meliputi peralatan : Modul Solar Cell, Regulator / controller, Battery /

Aki, Inverter DC to AC, Beban / Load.

Instalasi, untuk memasang PLTS, sebenarnya tidak terlalu

susah.Komponen utama Solar Panel dipasang menghadap sinar

matahari dengan intensitas tinggi, selanjutnya hubungkan dengan

Battery untuk media penyimpan energi (arus DC), untuk pemakaian

arus AC kita bisa menghubungkan dengan DC to AC Converter dan

siap digunakan untuk keperluan rumah tangga (Lampu, TV, Kulkas,

dsb).

.

Panel Surya (Pembangkit Listrik Tenaga Surya)

Panel surya terdiri dari susunan sel surya yang dihubungkan

secara seri. Sel surya berfungsi mengubah cahaya matahari menjadi

energi listrik. Sel surya umumnya dibuat dari silikon yang

merupakan bahan semikonduktor. Daya yang dihasilkan sebuah

panel surya bergantung pada radiasi matahari yang diterima, luas

permukaan panel dan suhu panel. Daya yang dihasilkan semakin

besar jika radiasi dan luas permukaan lebih besar, sedang kenaikan

suhu mengakibatkan penurunan daya. Karena itu, pada saat

pemasangan panel perlu diperhatikan untuk menyediakan jarak

dengan atap agar udara dapat bersirkulasi di bawah panel (efek

pendinginan). Panel Surya type terbaru mempunyai daya 130

Wattpeak per m2 . Wattpeak menunjukkan daya maksimum yang

dihasilkan pada kondisi radiasi matahari 1000 W/m2 dan suhu panel

25oC. Panel surya diproduksi dalam berbagai ukuran (daya

terpasang). Konstruksi panel surya terdiri dari susunan sel surya,

tutup kaca, bingkai Alumunium khusus dan soket. Panel surya

memiliki usia yang relatif panjang yaitu minimal 20 tahun, dan

umumnya suplier panel surya memberi garansi out put power hingga

10-25 tahun.

Beberapa hal yang perlu diingat pada saat pemasangan panel surya

adalah:

1. Panel ditempatkan di bagian atap yang tidak terkena bayangan

pohon atau benda lain.

2. Atap cukup kuat menahan beban panel dan angin

3. Penempatan panel memungkinkan pembersihan dan perbaikan.

4. Tersedia jarak dengan atap untuk sirkulasi udara di bawah panel

surya

1.3.Jenis - jenis panel surya:

Monokristal (Mono-crystalline)

Merupakan panel yang paling efisien yang dihasilkan dengan teknologi

terkini & menghasilkan daya listrik persatuan luas yang paling tinggi.

Monokristal dirancang untuk penggunaan yang memerlukan konsumsi listrik

besar pada tempat-tempat yang beriklim ekstrim dan dengan kondisi alam

yang sangat ganas. Memiliki efisiensi sampai dengan 15%. Kelemahan dari

panel jenis ini adalah tidak akan berfungsi baik ditempat yang cahaya

mataharinya kurang (teduh), efisiensinya akan turun drastis dalam cuaca

berawan.

Polikristal (Poly-crystalline)

Merupakan panel surya yang memiliki susunan kristal acak karena

dipabrikasi dengan proses pengecoran. Type ini memerlukan luas

permukaan yang lebih besar dibandingkan dengan jenis monokristal untuk

menghasilkan daya listrik yang sama. Panel suraya jenis ini memiliki

efisiensi lebih rendah dibandingkan type monokristal, sehingga memiliki

harga yang cenderung lebih rendah.

Thin Film Photovoltaic

Merupakan panel surya (dua lapisan) dengan struktur lapisan tipis

mikrokristal-silicon dan amorphous dengan efisiensi modul hingga 8.5%

sehingga untuk luas permukaan yang diperlukan per watt daya yang

dihasilkan lebih besar daripada monokristal & polykristal. Inovasi terbaru

adalah Thin Film Triple Junction PV (dengan tiga lapisan) dapat berfungsi

sangat efisien dalam udara yang sangat berawan dan dapat menghasilkan

daya listrik sampai 45% lebih tinggi dari panel jenis lain dengan daya yang

ditera setara.

1.4. Prinsip Panel Surya

Prinsip dari Panel surya ialah mengubah intensitas cahaya matahari

menjadi energi listrik yang dapat digunakan untuk menjalankan peralatan

elektronik. Panel surya/modul surya merupakan suatu paket yang terdiri dari

sel-sel yang disusun secara horizontal dan dilapisi oleh kaca sehingga dapat

di pasang menghadap matahari. Sebuah modul diklasifikasikan berdasarkan

daya maksimumnya. Sel-sel itu terbuat dari kristal silikon yang

dikembangkan dalam bentuk ingot. Dalam potongan tipis yang

disambungkan melalui elektroda untuk membentuk sel.

1.5. Keuntungan Panel Surya

PLTS mampu menyuplai listrik untuk lokasi yang belum dijangkau jaringan

listrik PLN, dimana keuntungan panel surya adalah sebgaai berikut:

1. Potensi pemanfaatan energi surya tersebar secara merata sehingga dapat

digunakan untuk daerah yang terpencil

2. Listrik surya merupakan solusi yang cepat, karena proses instalasi yang

relatif cepat untuk menghasilkan listrik penerangan dll.

3. Tenaga Surya merupakan energi yang sangat bersih, karena sifatnya

secara fisika dapat Meng-absorbsi UV radiasi (dari matahari), tidak

menghasilkan emisi sedikitpun, tidak menimbulkan suara berisik dan tidak

memerlukan bahan bakar yang perlu dibeli setiap harinya.

4. Sistem tenaga Surya sudah terbukti handal lebih dari 50 tahun mendukung

program luar angkasa, dimana tidak ada sumber energi lain, tidak juga juga

nuklir, yang mampu bertahan dalam keadaan extrim di luar angkasa.

5. Panel Surya merupakan salah satu alat yang dapat memanfaatkan potensi

energi radiasi matahari sebesar 4,8 Kwh/ m2 / hari (* Data BPPT tahun

2005) yang merupakan potensial daya yang cukup besar dan belum

maksimal dimanfaatkan di Indonesia.

6. Panel Surya mempunyai kesan modern dan futuristik, tetapi juga

mempunyai kesan peduli lingkungan dan bersih. Sangat cocok untuk dunia

arsitektur modern yang memadukan unsur-unsur penting tersebut.

D. KONVERSI ENERGI NUKLIR MENJADI LISTRIK

Tidak terdapat konverter skala besar yang mengubah energi nuklir langsung

menjadi energi listrik.Batere nuklir,yang ditunjukkan secara skematis

terdiri dari elektroda dalam yang dilapisi dengan lapisan tipis radioisotope yang

memancarkan sinar alfa atau beta.lebih dari separuh partikel alfa atau electron yang

dipancarkan oleh radioisotope bergerk lewat celah vakum dan diserap oleh rumah

luar yang berfungsi sebagai elektrod yang lain.sistem ini menghasilkan voltase yang

sangat tinggi dalam satuan kilovolt,tetapi arus biasanya hanya beberapa mikro –

mikro ampere sehingga sistem ini mempunyai daya yang sanga rendah.keluran daya

sistem ini ,seperti radioisotop,berkurang secara eksponensial menuru waktu kecuali

jika produk yang diturunkan juga radioaktif.

Listrik juga mungkin diproduksi langsung dari reaksi fusi dengan

menggunakan interaksi antara plasma dan sistem penahanan medn magnet.Ini bisa

dilaksanakan untuk mesin – mesin kaca (mirror machines).

E. KONVERSI ENERGI MEKANIK MENJADI LISTRIK

1. Generator Listrik dan lternator

Hampir semua alat yag mengubah energi mekanis menjadi energi

listrikmenggantungkan diri pada efek Faraday untuk prinsip

operasinya.Menurut efek Faraday,suatu gradient voltase ditimbulkan

dalam konduktor listrik yang dikenakan gaya tegak lurus terhadap suatu

medan magnit.

Hampir semua energi listrik yang dihasilkan di dunia,diproduksi

dengan generator listrik atau alternator.Sistem ini mengikuti hukum dasar

yang sama dengan motor listrik.biasanya mempunyai efisiensi konversi

antara 50% untuk rrator kecil sampai 90% lebih untuk alternator

komersial yang besar.Jika suatu koil diputar diantara kutub – kutub suatu

electromagnet atau magnet permanen,keluaran rotor bias berbentuk arus

bolak – balik atau arus searah,tergantung dari apakah slip ring (ac) atau

komutator(dc) yang dipakai.Keluaran arus ac dapat diubah menjadi arus

dc dengan menggunakan rectifier,seperti pada alternator mobil-mobil

konvensional.

2. Konverter Dinamika Fluida

Sistem konversi dinamika fluida mengubah energi kinetic atau energi

potensial suatu fluida langsung menjadi energilistrik.

Generator magnetohidrodinamika

Generator magnetohidrodinamika tergantung dari efek Faraday untuk

modus operasinya,sebagaimana generator mekanis-elektris

konvensional.Dalam sistem MHD ,fluida yang bias menghantar listrik

ditekan lewat suatu medan magnit yang tegak lurus pada kecepatan tinggi.

DAFTAR PUSTAKA

Mostavan,Aman.1999.Konversi Energi.Bandung : ITB

Sitompul,Darwin.1991.Prinsip – Prinsip Konversi Energi.Jakarta : Erlangga

http://www.wikipedia.com

http://www.elektro.com

http://www.mynice.com