SOLAR CELL

PEMBANGKIT LISTRIK ENERGI SURYA

Sel surya mengkonversi sinar matahari langsung menjadi listrik. Sel surya sering digunakan untuk kalkulator listrik dan jam tangan. Mereka terbuat dari bahan semikonduktor yang sama dengan yang digunakan dalam chip komputer. Ketika sinar matahari diserap oleh bahan-bahan ini, energi surya mengetuk elektron dari atom kehilangan mereka, yang memungkinkan elektron mengalir melalui materi untuk menghasilkan listrik. Proses konversi cahaya (foton) menjadi listrik (tegangan) disebut photovoltaic (PV) efek.

Sel surya biasanya digabungkan ke dalam modul yang memegang sekitar 40 sel; sejumlah modul ini dipasang di PV array yang dapat mengukur hingga beberapa meter di sisi. Ini datar piring PV array dapat dipasang di sudut tetap menghadap ke selatan, atau mereka dapat dipasang pada alat pelacak yang mengikuti matahari, yang memungkinkan mereka untuk menangkap sinar matahari yang paling selama hari. Beberapa array PV terhubung dapat memberikan daya yang cukup untuk rumah tangga; untuk utilitas atau aplikasi industri listrik besar, ratusan array dapat saling berhubungan untuk membentuk satu sistem PV besar.

Sel surya film tipis menggunakan lapisan bahan semikonduktor hanya beberapa mikrometer tebal. Teknologi film tipis telah memungkinkan untuk sel surya sekarang ganda sebagai herpes zoster atap, genteng, fasad bangunan, atau kaca untuk skylight atau atrium. Versi sel surya dari barang-barang seperti herpes zoster menawarkan perlindungan yang sama dan daya tahan sebagai herpes zoster aspal biasa.

Beberapa sel surya yang dirancang untuk beroperasi dengan sinar matahari terkonsentrasi. Sel-sel ini dibangun ke berkonsentrasi kolektor yang menggunakan lensa untuk fokus sinar matahari ke sel. Pendekatan ini memiliki kelebihan dan kekurangan dibandingkan dengan plat datar PV array. Ide utama adalah untuk menggunakan sangat sedikit bahan PV semikonduktor mahal sambil mengumpulkan sinar matahari sebanyak mungkin. Tetapi karena lensa harus diarahkan ke matahari, penggunaan kolektor berkonsentrasi terbatas pada bagian tercerah negara. Beberapa kolektor berkonsentrasi dirancang untuk dipasang pada perangkat pelacakan sederhana, namun sebagian besar memerlukan perangkat pelacakan canggih, yang selanjutnya membatasi penggunaannya untuk utilitas listrik, industri, dan bangunan-bangunan besar.

Kinerja sel surya diukur dari segi efisiensi di mengubah sinar matahari menjadi listrik. Hanya sinar matahari energi tertentu akan bekerja secara efisien untuk menciptakan listrik, dan banyak yang tercermin atau diserap oleh bahan yang membentuk sel. Karena itu, sel surya yang khas komersial memiliki efisiensi 15% -tentang seperenam dari sinar matahari mencolok sel menghasilkan listrik. Rendah efisiensi berarti bahwa array yang lebih besar diperlukan, dan itu berarti biaya yang lebih tinggi. Meningkatkan efisiensi sel surya sambil menekan biaya per sel merupakan tujuan penting dari industri PV, peneliti NREL, dan US Department lainnya Energi (DOE) laboratorium, dan mereka telah membuat kemajuan yang signifikan. Sel-sel surya pertama, dibangun pada tahun 1950-an, memiliki efisiensi kurang dari 4%.

Keuntungan menggunakan listrik mandiri dengan menggunakan solar panel / panel surya:

·         Energi matahari gratis

·         Energi surya tidak menimbulkan polusi

·         Energi surya dapat digunakan di daerah-daerah terpencil di mana itu terlalu mahal untuk memperpanjang daya listrik jaringan.

·         Banyak item sehari-hari seperti kalkulator dan perangkat mengkonsumsi daya rendah lainnya dapat didukung oleh tenaga surya secara efektif.

·         Diperkirakan bahwa cadangan minyak dunia akan berlangsung selama 30 sampai 40 tahun. Di sisi lain, energi surya adalah tak terbatas (selamanya).

·         Sangat layak diaplikasikan di negara tropis seperti Indonesia

-Perencanaan Pembangkit Listrik Tenaga Surya-

Karena pembangkit listrik tenaga surya sangat tergantung kepada sinar matahari, maka perencanaan yang baik sangat diperlukan. Perencanaan terdiri dari:

1.    Jumlah daya yang dibutuhkan dalam pemakaian sehari-hari (Watt).

2.    Berapa besar arus yang dihasilkan solar cells panel (dalam Ampere hour), dalam hal ini memperhitungkan berapa jumlah panel surya yang harus dipasang.

3.    Berapa unit baterai yang diperlukan untuk kapasitas yang diinginkan dan pertimbangan penggunaan tanpa sinar matahari. (Ampere hour).

Dalam nilai ke-ekonomian, pembangkit listrik tenaga surya memiliki nilai yang lebih tinggi, dimana listrik dari PT. PLN tidak dimungkinkan, ataupun instalasi generator listrik bensin ataupun solar.

Komponen-komponen yang diperlukan untuk instalasi listrik tenaga surya, terdiri dari:

1.    Panel surya / solar panel

Solar panel / panel surya mengkonversikan tenaga matahari menjadi listrik. Sel silikon (disebut juga solar cells) yang disinari matahari/ surya, membuat photon yang menghasilkan arus listrik.
Sebuah solar cells menghasilkan kurang lebih tegangan 0.5 Volt. Jadi sebuah panel surya 12 Volt terdiri dari kurang lebih 36 sel (untuk menghasilkan 17 Volt tegangan maksimum).
Umumnya kita menghitung maksimum sinar matahari yang diubah menjadi tenaga listrik sepanjang hari adalah 5 jam. Tenaga listrik pada pagi – sore disimpan dalam baterai, sehingga listrik bisa digunakan pada malam hari, dimana tanpa sinar matahari. 

2.    Solar charge controller

Solar charge controller berfungsi mengatur lalu lintas dari solar cell ke baterai dan beban. Alat elektronik ini juga mempunyai banyak fungsi yang pada dasarnya ditujukan untuk melindungi baterai. 

3.    Inverter

Inverter dalah perangkat elektrik yang mengkonversikan tegangan searah (DC – direct current) menjadi tegangan bolak balik (AC – alternating current). 

4.    Baterai

Baterai berfungsi menyimpan arus listrik yang dihasilkan oleh panel surya sebelum dimanfaatkan untuk menggerakkan beban. Beban dapat berupa lampu penerangan atau peralatan elektronik lainnya yang membutuhkan listrik. 

Instalasi pembangkit listrik dengan tenaga surya membutuhkan perencanaan mengenai kebutuhan daya:

·         Jumlah pemakaian

·         Jumlah solar panel

·         Jumlah baterai

CONTOH PERENCANAAN INSTALASI (http://solarsuryaindonesia.com/)

Lampu LED sebagai Penerangan Rumah

Saat ini sudah ada lampu hemat energi yang menggunakan DC seperti lampu LED. Bandingkan lampu LED 3 Watt setara dengan Lampu AC 15 Watt.

Kekurangannya adalah:

·         Instalasi kabel baru untuk lampu LED

·         Biaya pengadaan lampu yang lebih mahal.

Keuntungannya adalah:

·         Penggunaan energi yang kecil

·         Keandalan lampu LED 10 x lampu standard biasa

·         Penggunaan kabel listrik 2 inti.

	Lampu AC	Lampu LED
Voltage	220 VAC	12 VDC
Watt	15 Watt	3 Watt
Lifetime	6,000 jam	50,000 jam
Harga	± Rp. 25,000	± Rp. 115,000

Perhitungan Pembangkit Listrik Tenaga Surya

Perhitungan keperluan daya (perhitungan daya listrik perangkat dapat dilihat pada label di belakang perangkat, ataupun dibaca dari manual):

Penerangan rumah: 10 lampu CFL @ 15 Watt x 4 jam sehari = 600 Watt hour.

·         Televisi 21″: @ 100 Watt x 5 jam sehari = 500 Watt hour

·         Kulkas 360 liter : @ 135 Watt x 24 jam x 1/3 (karena compressor kulkas tidak selalu hidup, umumnya mereka bekerja lebih sering apabila kulkas lebih sering dibuka pintu) = 1080 Watt hour

·         Komputer : @ 150 Watt x 6 jam = 900 Watt hour

·         Perangkat lainnya = 400 Watt hour

Total kebutuhan daya =  3480 Watt hour

Jumlah solar cells panel yang dibutuhkan, satu panel kita hitung 100 Watt (perhitungan adalah 5 jam maksimum tenaga surya):
Kebutuhan solar cells panel : (3480 / 100 / 5)  = 7 panel surya.

Jumlah kebutuhan baterai 12 Volt dengan masing-masing 100 Ah:
Kebutuhan baterai minimun (batere hanya digunakan 50% untuk pemenuhan kebutuhan listrik), dengan demikian kebutuhan daya kita kalikan 2 x lipat

 : 3480 x 2 = 6960 Watt hour = 6960 / 12 Volt / 100 Amp = 6 batere 100 Ah.

Kebutuhan baterai (dengan pertimbangan dapat melayani kebutuhan 3 hari tanpa sinar matahari) : 3480 x 3 x 2 = 20880 Watt hour =20880 / 12 Volt / 100 Amp = 17 batere 100 Ah.