Alat yang digunakan untuk menangkap energi matahari di siang hari adalah

Energi telah menjadi kebutuhan vital masyarakat yang sangat dibutuhkan untuk menopang kehidupannya dan mendukung kegiatannya sehari-hari. Misal, untuk memasak makanannya, manusia membutuhkan energi panas atau untuk memenuhi kebutuhan air di perkotaan, masyarakat membutuhkan energi listrik untuk menyalakan dan menjalankan pompa air.

Energi listrik yang umumnya dipakai oleh masyarakat Indonesia berasal dari pembangkit tenaga listrik yang menggunakan bahan bakar fosil. Kelemahan penggunaan bahan bakar fosil adalah pembakarannya menghasilkan gas rumah kaca sehingga menambah konsentrasi gas rumah kaca di bumi penyebab peningkatan suhu bumi dan pemanasan global.

Bumi sudah semakin panas, sehingga manusia sudah harus memikirkan untuk beralih dari bahan bakar yang tidak ramah lingkungan ke bahan bakar yang ramah lingkungan. Pemanfaatan tenaga panas matahari bisa dijadikan pilihan.

Matahari adalah sumber energi yang berjumlah besar dan bersifat terus-menerus (tidak habis), khususnya energi elektro magnetik yang dipancarkan oleh matahari. Penggunaan tenaga surya tidak membutuhkan pembakaran sehingga tidak menghasilkan gas buang berupa gas rumah kaca.

Pemanfaatan energi matahari dilakukan dengan mengubah sinar matahari menjadi energi panas atau listrik untuk memenuhi kebutuhan energi manusia. Pemanfaatan tenaga surya dilakukan dengan mengubah sinar matahari secara langsung menjadi panas atau energi listrik. Dua tipe dasar tenaga matahari adalah sinar matahari dan photovoltaic, yaitu tenaga matahari.

Bahan dasar untuk menangkap sinar matahari dan mengubahnya menjadi energi adalah bahan semi konduktor. Umumnya bahan yang digunakan adalah bahan silikon. berwarna hitam. Bahan dasar silikon ini dibuat menjadi lempengan dan dipasangi tiang agar bisa diarahkan langsung pada matahari. Silikon adalah bahan yang dapat merefleksikan matahari seperti kaca.

Cara kerja lempengan silikon kaca atau yang bidas disebut sebagai solar panel adalah kaca-kaca silikon besar mengkonsentrasikan cahaya matahari ke satu garis atau titik. Konsentrasi cahaya matahari akan menghasilkan panas. Lalu, panas yang dihasilkan digunakan untuk menghasilkan uap panas. Panasnya tekanan uap digunakan untuk menjalankan turbin yang kemudian menghasilkan listrik.

Penerapan Pembangkit Listrik Tenaga Surya di Rumah Tangga, Sumber: Net News

Pada awal penelitian pemanfaatan tenaga surya, solar panel biasanya digunakan untuk penggunaan energi dalam jumlah besar seperti industri. Tetapi, semakin hari masyarakat semakin sadar bahwa mereka tidak dapat mengandalkan energi yang berasal dari bahan bakar fosil. Hal ini yang mendasari ide solar panel dibuat dalam ukuran kecil untuk penggunaan rumah tangga. Saat ini sudah banyak penyedia solar panel untuk penggunaan skala rumah tangga.

Untuk penggunaan jangka panjang, penggunaan solar panel ini terhitung sangat murah. Dengan menggunakan solar panel, msayarakat dapat menghemat energi listrik.

• http://www.greenpeace.org/seasia/id/campaigns/perubahan-iklim-global/Energi-Bersih/Energi_matahari/
• Hasil wawancara dengan CV Diartona dalam Pekan Nasional Perubahan Iklim, 4 Agustus 2017.

Panel surya adalah sebuah alat yang terdiri dari sel surya yang terbuat dari bahan semikonduktor untuk mengubah energi surya menjadi energi listrik. Prinsip kerjanya didasari oleh pertemuan semikonduktor jenis P dan semikonduktor jenis N.[1] Panel surya tersusun dari modul surya yang dirangkai secara seri maupun paralel sesuai dengan kebutuhan daya listrik tertentu.[2] Pemasangan panel surya pada suatu bangunan komersial atau pada bangunan perusahaan ditentukan oleh kebijakan mengenai penggunaan instalasi listrik yang memanfaatkan energi surya.[3] Panel surya hanya menghasilkan arus listrik berjenis arus searah. Pemenuhan pencatu daya bagi pemakai energi listrik memerlukan konverter dari arus searah menjadi arus bolak-balik.[4] Penyediaan ruang bagi panel surya merupakan salah satu pertimbangan penting bagi optimalisasi sistem tenaga listrik dengan energi dasar berupa energi surya.[5] Pembangkit listrik tenaga surya merupakan penerapan langsung dari kegiatan transformasi energi surya yang dilakukan oleh panel surya.[6] Panel surya rata-rata memiliki usia pakai selama 30 tahun sebelum mengalami kerusakan.[7]

Bahan modul

Modul panel surya umumnya tersusun dari bahan silikon. Kandungan sel silikon mempunyai struktur atom yang tunggal, ganda atau tidak berbentuk. Struktur atom yang tunggal disebut monokristalin, sedangkan yang ganda disebut polikristalin. Sementara itu, silikon yang tidak berbentuk disebut amarfous dan hanya ada pada silikon dengan lapisan yang tipis. Selain silikon, beberapa jenis modul panel surya terbuat dari bahan berupa kadmium telurida atau tembaga indium galium selenida. Sementara itu, beberapa jenis modul panel surya menggabungkan ketiga jenis bahan tersebut.[8] Pembuatan panel surya menggunakan laser diode yang dipompa untuk penulisan interkoneksi rangkaian listrik dan pola isolasi. Panjang gelombang yang diperlukan untuk penulisan yaitu 1.064 nanometer.[9]

Cara kerja

Panel surya mulai bekerja berdasarkan prinsip gaya gerak listrik yang terjadi pada sel surya. Gaya gerak listrik ini diawali ketika foton dari sinar matahari mengalami tumbukan dengan panel surya. Tumbukan ini membuat foton diserap oleh material semikonduktor yang terdapat pada panel surya. Material ini salah satunya ialah silikon. Tumbukan membuat elektron yang merupakan muatan listrik negatif mengalami pelepasan dari atom. Elektron yang terlepas ini kemudian mengalir melalui material semikonduktor sehingga terbentuklah arus listrik. Di sisi lain, muatan listrik positif yang disebut sebagai "lubang" mengalir dengan arah yang berlawanan dengan muatan listrik negatif. Sumber listrik dengan jenis arus searah dapat dihasilkan melalui penggabungan beberapa panel surya. Panel-panel surya ini memperoleh sumber energi dari energi surya.[10]

Kinerja

Iradiasi

Salah satu faktor yang menentukan kinerja dari panel surya ialah kondisi iradiasi dari sinar matahari. Kinerja panel surya ini diamati secara kelistrikan melalui dua jenis besaran listrik, yaitu arus listrik dan tegangan listrik. Modul surya akan menghasilkan arus listrik dengan jumlah yang cenderung menurun secara proporsional ketika iradiasi mengalami penurunan. Kondisi ini menghasilkan tegangan listrik dengan variasi yang sangat kecil. Modul surya tidak mengalami pengaruh yang berarti dari iradiasi selama nilai iradiasi masih dalam batasan yang normal. Tingkat transformasi energi dari modul surya akan mempunyai nilai yang sama pada kondisi tersebut.[11] Faktor lain yang mempengaruhi kinerja dari panel surya ialah suhu modul surya. Nilai suhu modul surya berbanding terbalik dengan nilai tegangan listrik yang dihasilkan oleh modul surya. Sementara itu, nilai arus listrik yang dihasilkan tetap sama. Pada kondisi ini, penurunan nilai tegangan listrik pada modul surya berarti penurunan nilai daya listrik yang dihasilkan oleh panel surya.[12]

Disain

Kinerja dari panel surya juga dapat ditinjau dari desainnya. Lapisan permukaan panel surya harus dibuat lebih tebal dibandingkan dengan nilai optimumnya. Tujuannnya untuk mengurangi resistensi yang melintang. Keberadaan resistensi melintang ini dapat mengurangi nilai efisiensi energi pada kumpulan sel surya.[13]

Suhu radiasi

Panel surya memerlukan kondisi dan persyaratan suhu radiasi tertentu agar dapat mempertahankan kegiatan produksinya. Kisaran suhu yang memungkinkan adalah antara 32–68o Fahrenheit. Nilai ini tidak tercapai pada kondisi Matahari dalam keadaan sejajar dengan vektornya pada sumbu rotasi. Pada kondisi ini, suhu radiasi sangat panas dan dapat mencapai nilai 176o Fahrenheit. Pada permukaan Bumi yang memiliki ketinggian yang lebih rendah, suhunya akan lebih meningkat akibat radiasi elektromagnetik dari Bumi.[14]

Pengendalian

Pengendalian arus searah

Pengisian arus searah dari panel surya menuju ke baterai listrik menggunakan peralatan yang bernama pengendali pengisian. Peralatan ini digunakan pada sistem pembangkit listrik tenaga surya. Kelengkapan yang dimilikinya berupa perangkat penyimpanan energi listrik. Pengendali pengisian juga mampu melakukan pengaliran arus listrik dari baterai listrik menuju ke beban listrik.[15] Selain itu, terdapat pula peralatan bernama pemutus tegangan tinggi. Alat ini digunakan untuk memutuskan arus liistrik dari modul surya pada panel surya ketika baterai telah terisi penuh.[16]

Pengendalian posisi

Pengendalian posisi panel surya dapat menggunakan dua jenis sistem, yaitu sistem pelacakan poros tunggal dan sistem pelacakan poros ganda. Sistem pelacakan poros tunggal menghasilkan posisi panel surya yang hanya mengarah kepada satu sudut kemiringan saja. Sedangkan sistem pelacakan poros ganda mampu mengubah posisi panel surya pada dua jenis sudut kemiringan. Pelacakan sinar matahari bagi panel surya menjadi lebih akurat pada sistem pelacakan poros ganda. Kedua jenis sistem ini dapat menghasilkan peningkatan produksi daya listrik dengan nilai maksimal tertentu sesuai dengan kondisi iradiasi dari sinar matahari. Sistem pelacakan poros tunggal menghasilkan peningkatan produksi daya listrik dengan nilai maksimal sebesar 27%, sedangkan sistem pelacakan poros ganda dapat menghasilkan peningkatan produksi daya listrik dengan nilai maksimal sebesar 37% tiap tahunnya.[17]

Pemasangan

Negara empat musim

Panel surya secara umum dipasang secara tetap dan diam pada dudukannya. Negara-negara di belahan Bumi utara memposisikan panel surya menghadap ke selatan. Sedangkan negara-negara di belahan Bumi selatan memposisikan panel surya menghadap ke utara. Pemosisian ini diterapkan oleh negara-negara yang mengalami empat jenis musim. Posisi panel terhadap arah penyinaran matahari ialah tegak lurus selama siang hari.[18]

Negara tropis

Pemasangan panel surya pada negara di daerah tropis atau negara yang terletak di sekitar garis khatulistiwa cenderung lebih datar dibandingkan dengan pemasangan panel surya pada negara dengan empat musim. Jumlah energi listrik yang dihasilkan menjadi lebih sedikit. Penyebabnya ialah posisi penyinaran pada pagi dan sore hari kurang sempurna dan tidak menyerap seluruh sinar matahari yang terpancarkan.[19]

Pengembangan

Pengembangan penggunaan panel surya tidak hanya pada negara-negara yang selalu disinari oleh sinar matahari. Tiga negara telah memulai penggunaan energi surya telah memulai penggunaan energi surya sejak tahun 2005. Masing-masing ialah Jerman, Jepang dan Amerika Serikat. Ketiga negara ini menyumbang sebanyak 90% dari 3.075 MegaWatt hasil produksi menggunakan teknologi fotovoltaik. Pada Desember 2007, jumlahnya meningkat menjadi 4.500 MegaWatt. Negara-negara lain di Eropa dan Asia mulai mempertimbangkan penggunaan energi surya seiring peningkatan harga minyak dunia dan harga beli energi listrik dengan nilai yang dua kali lipat lebih mahal dibandingkan yang dijual oleh Amerika Serikat. Agen Energi Internasional mencatat bahwa Amerika Serikat telah memanfaatkan energi surya untuk diubah menjadi energi listrik secara mantap sejak tahun 2006. Sementara itu, Jepang dan Jerman memulai investasi atas energi terbarukan sejak tahun 1990-an.[20] Jerman juga mengadakan kegiatan penelitian dan pengembangan terhadap energi surya dengan mempekerjakan sedikitnya 200.000 rekayasawan dan ilmuwan. Pekerjaan ini kemudian menjadi sektor pekerjaan terbesar kedua di Jerman setelah sektor otomotif.[21]

Di sisi lain, timbul permasalahan kualitas pemasangan panel surya di seluruh dunia. Sekitar 30% dari seluruh proyek pemasangan panel surya di dunia mengalami kegagalan yang berakibat pada kerusakan panel surya. Negara dengan pemasangan panel surya yang relatif baru, kerusakan panel surya berada dalam kondisi yang serius. Dua negara yang mengalami kasus ini diantaranya ialah India dan Indonesia. Permasalahan yang timbul antara lain kebakaran, penurunan keandalan sistem tenaga listrik, keselamatan dan kehilangan daya listrik. Penyebab permasalahan ini ialah tidak dipertimbangkannya persoalan keamanan dan keselamatan di dalam skema pembiayaan.[22]

Lihat pula

• Kendaraan listrik
• Perahu listrik

Referensi

Catatan kaki

1. ^ Hidayanti 2020, hlm. 104.
2. ^ Hidayanti 2020, hlm. 12.
3. ^ Hidayanti 2020, hlm. 23.
4. ^ Hidayanti 2020, hlm. 24.
5. ^ Hidayanti 2020, hlm. 46.
6. ^ Jamaaluddin 2021, hlm. 3.
7. ^ Budiarto, R., dkk. 2017, hlm. 53.
8. ^ Iskandar, C. S., dan Latief, N. (2018). Sistem Listrik Tenaga Surya Disain, dan Operasi Instalasi: Ikhtisar untuk Membangun Makassar, Sulawesi Selatan, Indonesia. Sleman: Deepublish. hlm. 7. ISBN 978-602-475-497-6.  Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)Pemeliharaan CS1: Banyak nama: authors list (link)
9. ^ Hidayanti 2020, hlm. 58.
10. ^ Rahmawati dan Sujito 2019, hlm. X.
11. ^ Rahmawati dan Sujito 2019, hlm. 47.
12. ^ Rahmawati dan Sujito 2019, hlm. 48.
13. ^ Hidayanti 2020, hlm. 126.
14. ^ Hidayanti 2020, hlm. 36.
15. ^ Rahmawati dan Sujito 2019, hlm. 43.
16. ^ Rahmawati dan Sujito 2019, hlm. 59.
17. ^ Rahmawati dan Sujito 2019, hlm. 46-47.
18. ^ Jamaaluddin 2021, hlm. 6.
19. ^ Jamaaluddin 2021, hlm. 6-7.
20. ^ Hidayanti 2020, hlm. 30.
21. ^ Hidayanti 2020, hlm. 30-31.
22. ^ Budiarto, R., dkk. 2017, hlm. 81.

Daftar pustaka

• Budiarto, R., dkk. (2017). Energi Surya untuk Komunitas: Meningkatkan Produktivitas Masyarakat Pedesaan melalui Energi Terbarukan (PDF). Jakarta: Lembaga Kajian dan Pengembangan Sumber Daya Manusia, Pengurus Besar Nahdlatul Ulama. ISBN 978-602-60753-2-1.  Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)Pemeliharaan CS1: Banyak nama: authors list (link)
• Hidayanti, Fitri (2020). Aplikasi Sel Surya (PDF). Jakarta Selatan: LP UNAS. ISBN 978-623-7376-53-8.  Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
• Jamaaluddin (2021). Sartika, S. B., dan Multazam, M. T., ed. Buku Petunjuk Pengoperasian Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS). Sidoarjo: UMSIDA Press. ISBN 978-623-6292-10-5.  Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)Pemeliharaan CS1: Banyak nama: editors list (link)
• Rahmawati, Y., dan Sujito (2019). Pembangkit Listrik Tenaga Surya. Malang: Universitas Negeri Malang.  Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)Pemeliharaan CS1: Banyak nama: authors list (link)

Pranala luar

• (Inggris)http://www.tectosol.staticip.de/index_en.htm Diarsipkan 2005-12-14 di Wayback Machine. Solar electricity yield of a photovoltaic system
• (Inggris)Mengikuti harga panel surya industri

Diperoleh dari "https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Panel_surya&oldid=20844036"