Internet Dan Teknologi

Modul Surya / Solar Cell (Photovoltaic)

Modul Surya / Solar Cell (Photovoltaic) – Modul ini berfungsi merubah cahaya matahari menjadi listrik arus searah (DC). Listrik tenaga matahari dibangkitkan oleh komponen yang disebut solar cell, komponen ini mengkonversi energi matahari menjadi energi listrik.

Solar cell merupakan komponen vital yang terbuat dari bahan semi konduktor. Tenaga listrik dihasilkan oleh satu solar cell sangat kecil, maka beberapa solar cell harus digabung sehingga terbentuklah satuan komponen yang disebut module.

Pada aplikasinya karena tenaga listrik yang dihasilkan oleh module ini masih kecil, maka dalam pemanfaatannya beberapa modul digabungkan sehingga terbentuklah apa yang disebut array.

Modul Surya / Solar Cell (Photovoltaic)

Sel surya atau Photovoltaic adalah perangkat yang mengkonversi radiasi sinar matahari menjadi energi listrik. Efek Photovoltaic ini ditemukan oleh Becquerel pada tahun 1839, dimana Becquerel mendeteksi adanya tegangan foto ketika sinar matahari mengenai elektroda pada larutan elektrolit. Pada tahun 1954 peneliti menemukan untuk pertama kali sel surya silikon berbasis p-n junction dengan efisiensi 6%.

Sekarang ini, selsurya silikon mendominasi pasar sel surya dengan pangsa pasar sekitar 82% dan efisiensi lab dan komersil berturut-turut yaitu 24,7% dan 15%. Kepingan sel Photovoltaic terdiri atas kristal silikon yang memiliki dua lapisan silisium doped, yaitu lapisan sel surya yang menghadap ke cahaya matahari memiliki doped negatif dengan lapisan fosfor, sementara lapisan di bawahnya terdiri dari doped positif dengan lapisan borium. Antara kedua lapisan dibatasi oleh penghubung p-n. Jika pada permukaan sel Photovoltaic terkena cahaya matahari maka pada sel bagian atas akan terbentuk muatan-muatan negatif yang bersatu pada lapisan fosfor.

Sedangkan pada bagian bawah lapisan sel Photovoltaic akan membentuk muatan positif pada lapisan borium. Kedua permukaan tersebut akan saling mengerucut muatan masing-masingnya jika sel Photovoltaic terkena sinar matahari. Sehingga pada kedua sisi sel Photovoltaic akan menghasilkan beda potensial berupa tegangan listrik. Jika kedua sisnya dihubungkan dengan beban berupa lampu menyebabkan lampu akan menyala. Suatu kristal silikon tunggal Photovoltaic dengan luas permukaan 100 cm2 akan menghasilkan sekitar 1,5 W dengan tegangan sekitar 0,5 V tegangan searah (0,5 V-DC) dan arus sekitar 2 A di bawah cahaya matahari dengan panas penuh (intensitas sekitar 1000W/m2).

Perhatikan gambar berikut

karakteristik sel photovoltaic

Sel surya yang paling banyak dikenal dibentuk sebagai daerah luas sambungan P-N yang dibuat dari silikon. Sebagai penyederhanaan, seseorang dapat dibayangkan menempel selapis silikon tipe-n dengan selapis silikon tipe-p. Pada prakteknya, sambungan P-N tidak dibuat seperti ini, tetapi dengan cara pendifusian pengotor tipe-n ke satu sisi dari wafer tipe-p (atau sebaliknya).

Jika sebagian silikon tipe-p diletakkan berdekatan dengan sebagian silikon tipe-n, maka akan terjadi difusi elektron dari daerah yang memiliki konsentrasi elektron tinggi (sisi sambungan tipe-n) ke daerah dengan konsentrasi elektron rendah (sisi sambungan tipe-p). Ketika elektron berdifusi melewati sambungan p-n, mereka bergabung dengan lubang di sisi tipe-p. Difusi pembawa tidak terjadi tanpa batas karena medan listrik yang dibuat oleh ketidakseimbangan muatan pada kedua sisi sambungan yang dibuat oleh proses difusi ini.

Medan listrik yang terbentuk sepanjang sambungan p-n membuat sebuah dioda yang mengalirkan arus dalam satu arah sepanjang sambungan. Elektron bisa bergerak dari sisi tipe-n ke sisi tipe-p, sedangkan lubang dapat lewat dari sisi tipe-p ke sisi tipe-n. Daerah dimana elekron telah berdifusi sepanjang sambungan ini disebut sebagai daerah deplesi karena ia tidak lagi mengandung pembawa muatan bebas. Hal ini juga dikenal sebagai “space charge region”.

Gambar Space Charge Region

space-charge-region

a) Performansi Sel Surya

Daya listrik yang dihasilkan sel surya ketika mendapat cahaya diperoleh dari kemampuan perangkat sel surya tersebut untuk memproduksi tegangan ketika diberi beban dan arus melalui beban pada waktu yang sama.

Gambar Karakteristik Kurva I-V Pada Sel Surya

Karakteristik Kurva I-V Pada Sel Surya

Ketika sel dalam kondisi short circuit, arus maksimum atau arus short circuit (Isc) dihasilkan, sedangkan pada kondisi open circuit tidak ada arus yang dapat mengalir sehingga tergangannya maksimum, disebut tegangan open circuit (Voc). Titik pada kurva I-V yang menghasilkan arus dan tegangan maksimum disebut titik daya maksimum (MPP).

b) Konversi Energi Photovoltaic

Energi radiasi dapat diubah menjadi arus listrik searah dengan menggunakan lapisan-lapisan tipis dari silikon (Si) murni atau bahkan semikonduktor lainnya. Pada saat ini silikon merupakan bahan terbanyak dipakai. Silikon merupakan pula suatu unsur yang banyak terdapat dialam. Untuk keperluan pemakaian sebagai semikonduktor, silikon harus dimurnikan hingga suatu tingkat pemurnian yang tinggi sekali.

Indonesia berpotensi untuk menjadikan solar sel sebagai salah satu sumber energi masa depannya mengingat posisi Indonesia pada daerah khatulistiwa. Dalam kondisi puncak atau posisi matahari tegak lurus, sinar matahari yang jatuh di permukaan panel surya di Indonesia seluas  1 m2 mampu mencapai 900 hingga  1000 Watt. Total intensitas penyinaran perharinya di Indonesia mencapai 4500 watt hour/ m2 yang membuat Indonesia tergolong kaya sumber energi matahari ini. Dengan letaknya di daerah katulistiwa, matahari di Indonesia mampu bersinar hingga 2.000 jam pertahunnya.

Dengan melihat potensi besaran watt yang dihasilkan di Indonesia maka untuk luasan panel surya 1 m2 yang dikenai cahaya matahari dapat menghasilkan listrik sebesar 900-1000 watt, dan hal ini akan menerangi gedung dengan banyak lampu sekitar 50 lampu dengan besaran tiap lampunya sekitar 20 watt. Dan selanjutnya lampu-lampu ini dapat menerangi 50 balkon dengan luasan panel surya yang disinari sebesar 1 m2.

Sistem ini cocok dan ekonomis pada daerah dengan kerapatan penduduk yang tinggi. Melihat trend harga sel surya yang semakin menurun dan dalam rangka memperkenalkan sistem pembangkit yang ramah lingkungan, pemanfaatan PLTS dengan sistem individu semakin ditingkatkan.

Paling tidak ada 5 keuntungan pembangkit dengan surya Photovoltaic

Pertama energi yang digunakan adalah energi yang tersedia secara cuma-cuma.

Kedua perawatannya mudah dan sederhana.

Ketiga tidak terdapat peralatan yang bergerak, sehingga tidak perlu penggantian suku cadang dan penyetelan pada pelumasan.

Keempat peralatan bekerja tanpa suara dan tidak berdampak negatif terhadap lingkungan. Kelima dapat bekerja secara otomatis.

Baca juga : Panel pada pembangkit listrik tenaga surya

Berkomentarlah dengan bijak,,No Spam !