Panel surya menjadi energi listrik

 

Panel Surya: Mengubah Sinar Matahari Menjadi Listrik

Pada siang hari yang terik, matahari memancarkan sinar yang memiliki energi setara dengan 1.000 watt listrik per meter persegi permukaan bumi. Apa artinya? Listrik gratis. Seandainya kita dapat mengumpulkan energi matahari lalu mengkonversinya menjadi listrik, biaya tagihan listrik bulanan akan menurun drastis - atau malah bebas sepenuhnya - karena kebutuhan listrik dapat dipenuhi secara mandiri. Namun apakah semudah itu?

Sebagai sumber energi yang bersih dan terperbarukan, energi listrik dari matahari akan terus dihasilkan sepanjang daerah anda mendapat cukup penyinaran. Yang dibutuhkan adalah sejumlah peralatan dan teknologi untuk 'menangkap' dan mengubahnya menjadi energi listrik, yang dikenal dengan panel surya (solar panels).

Harap diingat, ketika kita berbicara tentang "panel surya", ada dua kemungkinan pengertian:

1. Modul fotovoltaik (solar photovoltaic modules) yang menggunakan sel-sel surya untuk mengkonversi sinar matahari menjadi listrik, atau

2. Solar thermal collector, yang prinsip kerjanya mengumpulkan panas dari radiasi elektromagnetik matahari baik berupa flat plate collector pada instalasi pemanas air rumah tangga, atau yang lebih kompleks menggunakan rangkaian reflektor yang disusun secara khusus (model parabolik, piramid, power tower, dsb) guna memfokuskan sinar matahari ke satu titik untuk memanaskan air atau fluida lain, yang uapnya lantas digunakan untuk pembangkit listrik.
 

Bahan pembentuk panel pembangkit listrik tenaga surya / panel surya adalah:  

1. Kristal silicon, silikon monocrystalline, Poli-atau silikon multicrystalline, silikon Ribbon, film tipis, Cadmium telluride solar sel, Tembaga-Indium selenide, Gallium arsenide multijunction, Cahaya-menyerap pewarna (DSSC), Organik / sel surya polimer, film tipis Silicon, Silikon amorf, Protocrystalline, silikon Nanokristalin 

Prinsip kerja panel surya

Secara sederhana, cara kerja panel surya PV dalam mengubah cahaya matahari menjadi energi listrik dapat dirangkum ke dalam tiga urutan proses konversi:

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Ketika foton yang terdapat pada sinar matahari mengenai sel-sel PV pada panel surya, sebagian akan diserap oleh material semikonduktor (silikon). Energi dari foton yang diserap itu dengan demikian juga ditransfer kepada semikonduktor.

2. Elektron-elektron yang terkena tumbukan energi foton akan terlepas dari atom, membuat mereka mengalir secara bebas dan dengan demikian menciptakan arus listrik. Komposisi dan desain khusus pada sel-sel PV mengarahkan elektron-elektron tersebut agar mengalir sesuai jalur yang dikehendaki.

3. Kontak/penghubung logam pada bagian atas dan bawah sel-sel surya menyalurkan keluar listrik arus searah (direct current, DC) yang dihasilkan untuk digunakan sesuai kepentingan.

Secara detil, proses yang terjadi sesungguhnya jauh lebih rumit. Namun ketiga urutan langkah di atas menggambarkan secara sederhana apa yang terjadi di dalam sebuah panel surya ketika mereka bekerja keras mengubah sinar matahari menjadi listrik yang bermanfaat buat kepentingan manusia.

Efisiensi dan energy payback dari panel surya

Sinar matahari memang gratis, namun untuk mengubahnya menjadi listrik tidak gratisan. Untuk mengetahui apakah proses konversi sinar matahari menjadi listrik dengan panel surya itu layak secara ekonomis ataukah sekadar teknologi yang membuang-buang duit, waktu, dan pikiran, digunakanlah parameter energy payback.

Energy payback - atau dikenal juga sebagai harvesting ratio - adalah periode recovery alias pemulihan energi yang dibelanjakan selama proses pembuatan sistem energi. Panel surya modern merupakan net energy producer, artinya panel surya tersebut selama masa pakainya memproduksi energi dalam jumlah yang lebih besar dibanding jumlah energi yang dipakai untuk proses pembuatannya.

Teknologi fotovoltaik mengalami kemajuan secara signifikan sehingga modul PV modern saat ini memiliki energy payback antara 1 - 4 tahun (tergantung pada tipe dan tempat panel itu digunakan). Teknologi thin film bahkan secara signifikan mampu memperpendek waktu energy payback menjadi kurang dari satu tahun dengan masa pakai 20 hingga 30 tahun. Ini artinya biaya yang anda keluarkan untuk membeli instalasi panel surya akan kembali dalam waktu kurang dari satu tahun. Tentu yang dimaksud biaya kembali di sini bukan dalam bentuk uang cash, melainkan berupa penghematan biaya tagihan atau biaya lain yang biasa anda keluarkan jika berlangganan listrik biasa.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

First Solar Inc, sebuah perusahaan pembuat panel surya Amerika Serikat, telah mampu menurunkan biaya pembuatan panel surya hingga $1 per watt. Walau demikian, menurut Popular Mechanic, komponen biaya pembuatan hanya memiliki andil kurang dari setengah biaya instalasi panel surya secara keseluruhan. Untuk dapat meraih grid parity (tingkat kelayakan ekonomi yang sama dengan listrik konvensional), biaya pembuatan harus bisa ditekan setidaknya hingga $0.65 to $0.70 per watt, dan biaya instalasi lain tidak boleh lebih dari $1 per watt. Target ini diharapkan dapat dicapai pada 2012.

Panel surya - walau telah mengalami peningkatan yang signifikan dalam teknologinya - sejauh ini masih belum mampu bersaing dengan sumber energi konvensional. Masih lebih mudah, murah, dan fleksibel bagi kebanyakan orang untuk memilih berlangganan listrik ke PLN daripada menginstal panel surya di atap rumahnya. Namun kita harus memiliki pola pikir jangka panjang. Di masa mendatang permintaan akan semakin meningkat. Tingkat efisiensi modul surya akan semakin tinggi seiring penelitian untuk mencari material dan teknologi yang lebih baik.

 

Manfaat panel pembangkit listrik tenaga surya, diantaranya: 

1. Hemat, karena tidak perlu memerlukan bahan bakar;
2. Dapat dipasang dimana saja dan dapat dipindahkan sesuai dengan yang dibutuhkan;
3. Dapat diterapkan secara sentralisasi (PLTS ditetapkan di suatu area dan listrik yang dihasilkan disalurkan melalui jaringan distribusi ketempat-tempat yang membutuhkan) maupun desentralisasi (setiap system berdiri sendiri/individual, tidak memerlukan jaringan distribusi);
4. Bersifat moduler. Kapasitas listrik yang dihasilkan dapat disesuaikan dengan cara merangkai modul secara seri dan parallel;
5. Dapat dioperasikan secara otomatis maupun menggunakan operasi;
6. Tanpa suara dan tidak menimbulkan operasi lingkungan. 

 

 Daftar Refrensi

http://teknosiana.blogspot.co.id/2010/06/panel-surya-mengubah-sinar-matahari.html  http://panelsuryacell.blogspot.co.id/2012/11/panel-pembangkit-listrik-tenaga-surya.html