PANEL SURYA

Fisika Lingkungan II

MATAHARI SEBAGAI SUMBER ENERGI

Tenaga matahari atau yang biasa disebut tenaga surya (solar energy) merupakan energi yang bersumber dari sinar matahari. Energi ini merupakan energi yang murah dan melimpah di daerah tropis seperti di Indonesia. Melimpahnya tenaga surya yang merata dan dapat terdapat di seluruh kepulauan di Indonesia hampir sepanjang tahun sebenarnya merupakan sumber energi yang sangat potensial. Pada keadaan cuaca cerah, permukaan bumi menerima sekitar 1000 watt energi matahari per-meter persegi.

PENGERTIAN PANEL SURYA Panel surya atau “Photovoltaic Solar Cell” adalah suatu

elemen aktif yang mengubah energi cahaya menjadi energi listrik, dengan prinsip yang disebut efek photovoltaic.

“Photovoltaic” (PV) adalah dari perkataan Photon dan Voltage dimana Photon adalah cahaya dan Voltage adalah satu daya gerak elektrik. Gabungan dua perkataan tersebut membentuk perkataan “Photovoltaic” yang menunjukkan proses menukarkan photon dari cahaya matahari kepada tenaga elektrik.

Panel surya biasanya dikemas dalam sebuah unit yang disebut modul.

CARA KERJA PANEL SURYA

Cara kerja panel surya adalah dengan memanfaatkan teori cahaya sebagai partikel. Sebagaimana diketahui bahwa cahaya baik yang tampak maupun yang tidak tampak memiliki dua buah sifat yaitu dapat sebagai gelombang dan dapat sebagai partikel yang disebut dengan photon. Energi yang dipancarkan oleh sebuah cahaya dengan panjang gelombang λ dan frekuensi photon V dirumuskan dengan persamaan:

PRINSIP DASAR TEKNOLOGI PANEL SURYA (PHOTOVOLTAIC)

Ketika ada sebuah foton atau lebih masuk ke dalam panel surya yang terdiri dari lapisan semikonduktor seperti pada gambar 4, maka akan menghasilkan pembawa muatan bebas berupa electron dan hole.

Foton yang masuk berasal dari radiasi matahari. Jika pembawa muatan dapat mencapai daerah ruang

muatan sebelum terjadi rekombinasi, maka akibat oleh medan listrik yang ada akan dipisahkan dan dapat bergerak menuju kontaktor.

Jika terdapat kawat penghubung antar kontaktor maka dapat dihasilkan arus

EFISIENSI PHOTOVOLTAIC

Nilai efisiensi sebuah panel surya sangat tergantung kepada nilai Peak Sun Hour (PSH). PSH sangat subyektif tergantung pada karakteristik lingkungan termasuk lamanya penyinaran matahari dan indeks kecerahan di suatu tempat. Besarnya nilai PSH bisa diperoleh mengikuti rumus berikut :

PSH = ΣĪ.Δt/IR

Di mana : Ī adalah intensitas matahari pada jam tertentu pada bulan

tertentu Δt adalah rentang waktu di mana matahari memiliki

intensitas rerata harian Ī IR adalah intensitas matahari untuk pengujian standar PV

(1000 W/m2)

JENIS-JENIS PANEL SURYA

Berdasarkan pada struktur kristalnya, maka panel surya dari bahan silikon dapat dibedakan menjadi 3 macam :

1. Sel monokristalin : efisiensi tinggi (16%), memiliki stabilitas yang bagus tetapi harganya mahal.

2. Sel multikristalin : efisiensi lebih rendah (13%),

3. Sel amorf : proses produksi jauh lebih mudah dibanding kedua tipe di atas, tetapi dengan efisiensi sel PV paling rendah.

APLIKASI PANEL SURYA

Tenaga surya dapat diaplikasikan sebagai berikut:

Tenaga surya untuk penerangan di rumah. Tenaga surya untuk penerangan lampu jalan

(PJU) Tenaga surya untuk penerangan lampu taman Tenaga surya sebagai sumber listrik untuk

kamera CCTV. Tenaga surya sebagai sumber listrik untuk

instalasi wireless (WIFI), radio pemancar, perangkat komunikasi.

Tenaga surya untuk perangkat signal kereta api, kapal.

Tenaga surya untuk rumah walet, irigasi, pompa air.

Tenaga surya sebagai portable power supply Tenaga surya sebagai pemanas untuk

menggerakkan turbin sebagai pembangkit listrik tenaga surya seperti di Nevada Amerika.

Tenaga surya sebagai sumber tenaga untuk perangkat satelit.

KELEBIHAN

Panel surya sanggup menyedikan energi listrik bersih tanpa polusi, mudah dipindah, dekat dengan pusat beban sehingga penyaluran energi sangat sederhana

Bagi Indonesia, energi matahari tersedia dengan jumlah besar

Mendukung kebijakan energi nasional tentang penghematan, diversifikasi

KELEMAHAN

Membutuhkan biaya relatif besar Membutuhkan tempat yang lumayan

besar untuk menampung cahaya matahari ke panel surya

Sangat bergantung pada intensitas cahaya