PANEL SURYA
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 photovoltaic, photovoltaic dapat diartikan sebagai
"cahaya-listrik". Sel surya atau sel PV bergantung pada efek
photovoltaic 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.
Cahaya matahari
yang merupakan pancaran gelombang elektromagnet adalah salah satu contoh dari
sekian banyak bentuk energi yang dapat kita rasakan di bumi dan telah kita
manfaatkan sumber dayanya berabad-abad. Pemberdayaan energi cahaya matahari
pada setiap zaman semakin meningkat seiring dengan pengetahuan yang kita
dapatkan dan salah satunya adalah Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) yang
memanfaatkan energi foton cahaya matahari menjadi energi listrik.
Indonesia sendiri,
sebuah negara yang dilewati oleh garis khatulistiwa dan menerima panas matahari
yang lebih banyak daripada negara lain, mempunyai potensial yang sangat besar
untuk mengembangkan pembangkit listrik tenaga surya sebagai alternatif batubara
dan diesel sebagai pengganti bahan bakar fosil yang bersih, tidak berpolusi,
aman dan persediaannya tidak terbatas. Berbagai instalasi sel surya telah banyak
dipakai walaupun hanya pada beberapa golongan masyarakat mampu.
Metode untuk Pemanfaatan Energi Surya
Energi surya dapat di manfaatkan dalam dua
cara :
1. Energi dari cahaya matahari
Metode
ini didasarkan fenonema efek fotolistrik dan menggunakan fotovoltaik, ketika
cahaya matahari pemogokan permukaan panel surya, proses photoemilsson terjadi
di dalam fotovoltaik dan energi surya secara langsung di konversi menjadi
energi listrik, secara teoritis tidask ada di sipasi panas yang terlibat panas
dalam metode ini.
2. Energi di kembangkan dari panas matahari dengan penangkap panas.
Dalam metode ini sejumlah
cermin cekung yang di gunakan untuk mengintensifkan
panas yang di hasilkan dari matahari, panas ini di gunakan untuk mengubah air
menjadi uap, seperti metode lain tekanan tekanan uap bergerak turbin untuk
menghasilkan energi listrik Metode lain untuk menghasilkan energi menggunakan
energi surya.
Struktur Sel Surya
Sesuai
dengan perkembangan sains &teknologi, jenis-jenis teknologi sel surya pun berkembang
dengan berbagai inovasi. Ada yang disebut sel surya generasi satu, dua, tiga
dan empat, dengan struktur atau bagian-bagian penyusun sel yang berbeda pula
(Jenis-jenis teknologi surya akan dibahas di tulisan “Sel Surya : Jenis-jenis
teknologi”). Dalam tulisan ini akan dibahas struktur dan cara kerja dari sel
surya yang umum berada dipasaran saat ini yaitu sel surya berbasis material
silikon yang juga secara umum mencakup struktur dan cara kerja sel surya
generasi pertama (sel surya silikon) dan kedua (thin film/lapisan tipis).
1. Substrat/Metal
backing
Substrat
adalah material yang menopang seluruh komponen sel surya. Material substrat
juga harus mempunyai konduktifitas listrik yang baik karena juga berfungsi
sebagai kontak terminal positif sel surya, sehinga umumnya digunakan material
metal atau logam seperti aluminium atau molybdenum. Untuk sel surya
dye-sensitized (DSSC) dan sel surya organik, substrat juga berfungsi
sebagai tempat masuknya cahaya sehingga material yang digunakan yaitu material
yang konduktif tapi juga transparan sepertii ndium tin oxide (ITO) dan flourine
doped tin oxide (FTO).
2. Material
semikonduktor
Material semikonduktor merupakan bagian inti dari
sel surya yang biasanya mempunyai tebal sampai beberapa ratus mikrometer untuk
sel surya generasi pertama (silikon), dan 1-3 mikrometer untuk sel surya
lapisan tipis. Material semikonduktor inilah yang berfungsi menyerap cahaya
dari sinar matahari. Untuk kasus gambar diatas, semikonduktor yang digunakan
adalah material silikon, yang umum diaplikasikan di industri elektronik.
Sedangkan untuk sel surya lapisan tipis, material semikonduktor yang umum
digunakan dan telah masuk pasaran yaitu contohnya material Cu(In,Ga)(S,Se)2 (CIGS), CdTe (kadmium telluride), dan
amorphous silikon, disamping material-material semikonduktor potensial lain
yang dalam sedang dalam penelitian intensif seperti Cu2ZnSn(S,Se)4 (CZTS)
dan Cu2O (copper oxide).
Bagian
semi konduktor tersebut terdiri dari junction atau gabungan dari dua material
semikonduktor yaitu semikonduktor tipe-p (material-material yang disebutkan
diatas) dan tipe-n (silikon tipe-n, CdS,dll) yang membentuk p-n
junction. P-n junction ini menjadi kunci dari prinsip kerja sel surya.
Pengertian semikonduktor tipe-p, tipe-n, dan juga prinsip p-n junction dan sel surya
akan dibahas dibagian “cara kerja sel surya”.
3. Kontak
metal / contact grid
Selain
substrat sebagai kontak positif, diatas sebagian material semikonduktor
biasanya dilapiskan material metal atau material konduktif transparan sebagai
kontak negatif.
4.Lapisan
antireflektif
Refleksi
cahaya harus diminimalisir agar mengoptimalkan cahaya yang terserap oleh
semikonduktor. Oleh karena itu biasanya sel surya dilapisi oleh lapisan
anti-refleksi. Material anti-refleksi ini adalah lapisan tipis material dengan
besar indeks refraktif optik antara semikonduktor dan udara yang menyebabkan
cahaya dibelokkan ke arah semikonduktor sehingga meminimumkan cahaya yang
dipantulkan kembali.
5.Enkapsulasi
/ cover glass
Bagian
ini berfungsi sebagai enkapsulasi untuk melindungi modul surya dari hujan atau
kotoran.
Cara
kerja sel surya
Sel
surya konvensional bekerja menggunakan prinsip p-n junction, yaitu junction
antara semikonduktor tipe-p dan tipe-n. Semikonduktor ini terdiri dari
ikatan-ikatan atom yang dimana terdapat elektron sebagai penyusun dasar.
Semikonduktor tipe-n mempunyai kelebihan elektron (muatan negatif)
sedangkan semikonduktor tipe-p mempunyai kelebihan hole (muatan positif)
dalam struktur atomnya. Kondisi kelebihan elektron dan hole tersebut bisa
terjadi dengan mendoping material dengan atom dopant. Sebagai contoh untuk
mendapatkan material silikon tipe-p, silikon didoping oleh atom boron,
sedangkan untuk mendapatkan material silikon tipe-n, silikon didoping oleh atom
fosfor. Ilustrasi dibawah menggambarkan junction semikonduktor tipe-p dan
tipe-n.
Peran dari p-n junction ini adalah
untuk membentuk medan listrik sehingga elektron (dan hole) bisa diekstrak oleh
material kontak untuk menghasilkan listrik. Ketika semikonduktor tipe-p dan
tipe-n terkontak, maka kelebihan elektron akan bergerak dari semikonduktor
tipe-n ke tipe-p sehingga membentuk kutub positif pada semikonduktor tipe-n,
dan sebaliknya kutub negatif pada semikonduktor tipe-p. Akibat dari aliran
elektron dan hole ini maka terbentuk medan listrik yang mana ketika
cahaya matahari mengenai susuna p-n junction ini maka akan mendorong elektron
bergerak dari semikonduktor menuju kontak negatif, yang selanjutnya
dimanfaatkan sebagai listrik, dan sebaliknya hole bergerak menuju kontak
positif menunggu elektron datang.
Matahari merupakan salah satu sumber energi yang tidak
terbarukan namun bisa dimanfaatkan dalam waktu yang cukup lama. Pembangkit
listrik tenaga matahari merupakan salah satu dari penggunaan energi dari
matahari. Panel listrik tenaga surya ini mengubah cahaya matahari menjadi
energi listrik sehingga nantinya bisa digunakan oleh berbagai macam peralatan
elektronik yang membutuhkkan aliran
listrik.Proses mengubah cahaya matahari menjadi tenaga
listrik terbilang cukup sederhana, yaitu dengan cara menangkap panas matahari
melalui cermin besar yang biasanya dipasang di bagian atap bangunan. Panas
matahari ini digunakan untuk memanaskan air dan mengubahnya menjadi uap,
sehingga tekanan uap yang dihasilkan akan membuat turbin mengalirkan listrik.
Referensi :
Tidak ada komentar:
Posting Komentar
Catatan: Hanya anggota dari blog ini yang dapat mengirim komentar.