Lompat ke isi

Panel surya: Perbedaan antara revisi

Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
Jelajahi riwayat secara interaktif
← Revisi sebelumnyaRevisi selanjutnya →
Konten dihapus Konten ditambahkan
VisualTeks wiki
Mhd.salman09 (bicara | kontrib)
300 suntingan
merapikan artikel
(9 revisi perantara oleh 3 pengguna tidak ditampilkan)
Baris 1: Baris 1:
{{periksaterjemahan|en|Solar panel|date=2012}}
[[Berkas:Solar_panels_on_yacht_at_sea.jpg|jmpl|300px|ka|Panel surya (fotovoltaik arrays) di atas yacht kecil di laut dapat mengisi baterai 12 V sampai 9 Amp di cahaya Matahari langsung dan penuh.]]
[[Berkas:Solar_panels_on_yacht_at_sea.jpg|jmpl|300px|ka|Panel surya (fotovoltaik arrays) di atas yacht kecil di laut dapat mengisi baterai 12 V sampai 9 Amp di cahaya Matahari langsung dan penuh.]]


'''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.{{Sfn|Hidayanti|2020|p=104}} Panel surya tersusun dari [[modul surya]] yang dirangkai secara seri maupun paralel sesuai dengan [[kebutuhan]] [[daya listrik]] tertentu.{{Sfn|Hidayanti|2020|p=12}} Pemasangan panel surya pada suatu [[bangunan]] [[komersial]] atau pada bangunan [[perusahaan]] ditentukan oleh [[kebijakan]] mengenai penggunaan instalasi listrik yang memanfaatkan energi surya.{{Sfn|Hidayanti|2020|p=23}} 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]].{{Sfn|Hidayanti|2020|p=24}} Penyediaan ruang bagi panel surya merupakan salah satu pertimbangan penting bagi optimalisasi [[sistem tenaga listrik]] dengan energi dasar berupa energi surya.{{Sfn|Hidayanti|2020|p=46}} Pembangkit listrik tenaga surya merupakan penerapan langsung dari kegiatan [[transformasi energi]] surya yang dilakukan oleh panel surya.{{Sfn|Jamaaluddin|2021|p=3}} Panel surya rata-rata memiliki usia pakai selama 30 [[tahun]] sebelum mengalami kerusakan.{{Sfn|Budiarto, R., dkk.|2017|p=53}}
'''Panel surya''' adalah alat yang terdiri dari [[sel surya]] yang mengubah [[cahaya]] menjadi [[listrik]]. Mereka disebut surya atas Matahari atau "sol" karena Matahari merupakan sumber cahaya terkuat yang dapat dimanfaatkan. Panel surya sering kali disebut [[sel fotovoltaik]], fotovoltaik dapat diartikan sebagai "cahaya-listrik". Sel surya atau sel fotovoltaik bergantung pada efek fotovoltaik untuk menyerap energi Matahari dan menyebabkan arus mengalir antara dua lapisan bermuatan yang berlawanan.

Jumlah penggunaan panel surya di porsi pemroduksian listrik dunia sangat kecil, tertahan oleh biaya tinggi per wattnya dibandingkan dengan [[bahan bakar fosil]] - dapat lebih tinggi sepuluh kali lipat, tergantung keadaan. Mereka telah menjadi rutin dalam beberapa aplikasi yang terbatas seperti, menjalankan "boya" atau alat di gurun dan area terpencil lainnya, dan dalam eksperimen lainnya mereka telah digunakan untuk memberikan tenaga untuk mobil balap dalam kontes seperti [[Tantangan surya dunia|Tantangan Surya Dunia]] di [[Australia]].

Sekarang ini biaya panel listrik surya membuatnya tidak praktis untuk penggunaan sehari-hari di mana tenaga listrik "kabel" telah tersedia. Bila biaya energi naik dalam jangka tertentu, atau bila penerobosan produksi terjadi yang mengurangi ongkos produksi panel surya, ini sepertinya tidak akan terjadi dalam waktu dekat.

Pada 2001 [[Jepang]] telah memasang kapasitas 0,6 MWp tenaga surya puncak, sementara itu [[Jerman]] memilik 0,26 MWp dan [[Amerika Serikat]] 0,16 MWp. Pada saat ini tenaga listrik surya seluruh dunia kira-kira sama dengan yang diproduksi oleh satu [[kincir angin]] bear. Di AS biaya pemasangan panel surya ini telah jatuh dari $55 per watt puncak pada [[1976]] menjadi $4 per watt peak di [[2001]].

Panel surya memiliki beberapa jenis yaitu panel surya monokristalin, panel surya polikristalin, dan sel surya . Tapi secara umum yang paling banyak dipergunakan adalah jenis monocrystalline dan poliycrystalline.

Pemanfaatan panel surya saat ini mulai diperhitungkan, karena sumber energi dari sinar cahaya matahari adalah tidak terbatas dan terbarukan.


== Bahan modul ==
== 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.<ref>{{Cite book|last=Iskandar, C. S., dan Latief, N.|date=2018|url=https://www.google.co.id/books/edition/Sistem_Listrik_Tenaga_Surya_disain_dan_O/h86XDwAAQBAJ?hl=id&gbpv=1&dq=deepublish+Surya&printsec=frontcover|title=Sistem Listrik Tenaga Surya Disain, dan Operasi Instalasi: Ikhtisar untuk Membangun Makassar, Sulawesi Selatan, Indonesia|location=Sleman|publisher=Deepublish|isbn=978-602-475-497-6|pages=7|url-status=live}}</ref>
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.<ref>{{Cite book|last=Iskandar, C. S., dan Latief, N.|date=2018|url=https://www.google.co.id/books/edition/Sistem_Listrik_Tenaga_Surya_disain_dan_O/h86XDwAAQBAJ?hl=id&gbpv=1&dq=deepublish+Surya&printsec=frontcover|title=Sistem Listrik Tenaga Surya Disain, dan Operasi Instalasi: Ikhtisar untuk Membangun Makassar, Sulawesi Selatan, Indonesia|location=Sleman|publisher=Deepublish|isbn=978-602-475-497-6|pages=7|url-status=live}}</ref> 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]].{{Sfn|Hidayanti|2020|p=58}}


== Cara kerja ==
== 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.{{Sfn|Rahmawati dan Sujito|2019|p=X}}
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.{{Sfn|Rahmawati dan Sujito|2019|p=X}}


== Kinerja ==
== Kinerja ==

⚫
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.{{Sfn|Rahmawati dan Sujito|2019|p=47}} 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.{{Sfn|Rahmawati dan Sujito|2019|p=48}}
=== Iradiasi ===
⚫
Salah satu faktor yang menentukan kinerja dari panel surya ialah kondisi [[iradiasi]] dari [[sinar matahari]]. Kinerja panel surya ini diamati secara [[Listrik|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.{{Sfn|Rahmawati dan Sujito|2019|p=47}} 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.{{Sfn|Rahmawati dan Sujito|2019|p=48}}

=== 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.{{Sfn|Hidayanti|2020|p=126}}

=== Suhu radiasi ===
Panel surya memerlukan kondisi dan persyaratan suhu radiasi tertentu agar dapat mempertahankan kegiatan produksinya. Kisaran suhu yang memungkinkan adalah antara 32–68<sup>o</sup> [[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 176<sup>o</sup> Fahrenheit. Pada [[Litosfer|permukaan Bumi]] yang memiliki [[Altitudo|ketinggian]] yang lebih rendah, suhunya akan lebih meningkat akibat [[radiasi elektromagnetik]] dari [[Bumi]].{{Sfn|Hidayanti|2020|p=36}}


== Pengendalian ==
== Pengendalian ==


=== Pengendalian arus searah ===
=== 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.{{Sfn|Rahmawati dan Sujito|2019|p=43}} 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.{{Sfn|Rahmawati dan Sujito|2019|p=59}}
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.{{Sfn|Rahmawati dan Sujito|2019|p=43}} 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.{{Sfn|Rahmawati dan Sujito|2019|p=59}}


=== Pengendalian posisi ===
=== 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.{{Sfn|Rahmawati dan Sujito|2019|p=46-47}}
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.{{Sfn|Rahmawati dan Sujito|2019|p=46-47}}

== 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 [[Serenjang|tegak lurus]] selama siang hari.{{Sfn|Jamaaluddin|2021|p=6}}

=== Negara tropis ===
Pemasangan panel surya pada negara di daerah [[Tropika|tropis]] atau negara yang terletak di sekitar [[Khatulistiwa|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.{{Sfn|Jamaaluddin|2021|p=6-7}}

== 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.{{Sfn|Hidayanti|2020|p=30}} 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]].{{Sfn|Hidayanti|2020|p=30-31}}

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.{{Sfn|Budiarto, R., dkk.|2017|p=81}}


== Lihat pula ==
== Lihat pula ==
Baris 38: Baris 48:


=== Catatan kaki ===
=== Catatan kaki ===
{{Reflist|3}}
<references />


=== Daftar pustaka ===
=== Daftar pustaka ===


* {{Cite book|last=Budiarto, R., dkk.|date=2017|url=https://www.researchgate.net/profile/Rachmawan-Budiarto/publication/324089600_Energi_Surya_untuk_Komunitas_-_Meningkatkan_Produktivitas_Masyarakat_Pedesaan_Melalui_Energi_Terbarukan/links/5abd0f1daca27222c7557d50/Energi-Surya-untuk-Komunitas-Meningkatkan-Produktivitas-Masyarakat-Pedesaan-Melalui-Energi-Terbarukan.pdf|title=Energi Surya untuk Komunitas: Meningkatkan Produktivitas Masyarakat Pedesaan melalui Energi Terbarukan|location=Jakarta|publisher=Lembaga Kajian dan Pengembangan Sumber Daya Manusia, Pengurus Besar Nahdlatul Ulama|isbn=978-602-60753-2-1|ref={{sfnref|Budiarto, R., dkk.|2017}}|url-status=live}}
⚫
* {{Cite book|last=Rahmwati, Y., dan Sujito|date=2019|url=https://issuu.com/ahmadrizalkaruniawan2657/docs/buku_ajar_plts|title=Pembangkit Listrik Tenaga Surya|location=Malang|publisher=Universitas Negeri Malang|ref={{sfnref|Rahmwati dan Sujito|2019}}|url-status=live}}
*{{Cite book|last=Hidayanti|first=Fitri|date=2020|url=http://repository.unas.ac.id/2022/1/Buku%20Ajar_Aplikasi%20Sel%20Surya_Fitria%20Hidayanti.pdf|title=Aplikasi Sel Surya|location=Jakarta Selatan|publisher=LP UNAS|isbn=978-623-7376-53-8|ref={{sfnref|Hidayanti|2020}}|url-status=live}}
*{{Cite book|last=Jamaaluddin|date=2021|url=https://press.umsida.ac.id/index.php/umsidapress/article/view/978-623-6292-10-5/989|title=Buku Petunjuk Pengoperasian Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)|location=Sidoarjo|publisher=UMSIDA Press|isbn=978-623-6292-10-5|editor-last=Sartika, S. B., dan Multazam, M. T.|ref={{sfnref|Jamaaluddin|2021}}|url-status=live}}
⚫
*{{Cite book|last=Rahmawati, Y., dan Sujito|date=2019|url=https://issuu.com/ahmadrizalkaruniawan2657/docs/buku_ajar_plts|title=Pembangkit Listrik Tenaga Surya|location=Malang|publisher=Universitas Negeri Malang|ref={{sfnref|Rahmawati dan Sujito|2019}}|url-status=live}}


== Pranala luar ==
== Pranala luar ==
Baris 49: Baris 62:




[[Kategori:Energi terbaharui]]
[[Kategori:Energi terbarukan]]
[[Kategori:Perangkat bertenaga surya]]
[[Kategori:Fotovoltaik]]


[[he:קולט שמש]]
[[he:קולט שמש]]

Revisi per 2 April 2023 18.11

Panel surya (fotovoltaik arrays) di atas yacht kecil di laut dapat mengisi baterai 12 V sampai 9 Amp di cahaya Matahari langsung dan penuh.

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

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. 
  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

Pranala luar

Diperoleh dari "https://wiki-indonesia.club/w/index.php?title=Panel_surya&oldid=23210344"