Laman

Rabu, 22 Februari 2017

PANEL SURYA



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)(CIGS), CdTe (kadmium telluride), dan amorphous silikon, disamping material-material semikonduktor potensial lain yang dalam sedang dalam penelitian intensif seperti Cu2ZnSn(S,Se)(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.

Selain panas matahari, listrik juga bisa dihasilkan dari cahaya matahari. Ketika cahaya matahari menyentuh panel surya yang mengandung sel fotovoltaik, akan terjadi proses photoemission yang membuat cahaya matahari langsung dikonversi menjadi energi listrik. Cahaya matahari yang mengandung foton akan diubah menjadi elektron ketika dihadapkan dengan panel listrik surya yang kemudian sel elektron tersebut membentuk aliran listrik.Penggunaan panel surya sebagai sumber listrik saat ini memang semakin gencar diusahakan. Bahan bakar seperti fosil dan minyak bumi sebagai sumber utama penghasil listrik sudah semakin sedikit sekarang ini, sehingga dibutuhkan alternatif lain. Selain aman digunakan, panel surya juga bisa membuat penggunaan listrik menjadi gratis.
  

 
Referensi :


Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Catatan: Hanya anggota dari blog ini yang dapat mengirim komentar.