Kamis, 27 Agustus 2015

Panel Surya





Indonesia merupakan negara yang terletak di garis khatulistiwa yang memiliki tingkat iradiasi harian matahari rata-rata relatif tinggi yaitu sebesar 4,5 kWh/m2/hari. Hal ini mendasari pemanfaatan Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) sebagai sumber energi listrik baru terbarukan untuk menggantikan sumber energi fosil yang memiliki keterbatasan jumlah serta polusi yang mencemari lingkungan.

Panel surya tidak memancarkan emisi gas rumah kaca yang berbahaya seperti dalam pembakaran bahan bakar fosil dan oleh karena itu memberikan kontribusi terhadap dampak perubahan iklim. Dengan panel surya kita mendapat energi bersih dari sumber energi yang paling berlimpah di planet kita.

Cara Kerja
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, seperti diilustrasikan pada gambar di atas.


Bahan Penyusun
Sel surya tersusun dari  bahan-bahan berikut :
  • kaca pelindung dan material adhesive transparan yang melindungi bahan sel surya dari keadaan lingkungan
  • material anti-refleksi untuk menyerap lebih banyak cahaya dan mengurangi jumlah cahaya yang dipantulkan
  • semi-konduktor P-type dan N-type (terbuat dari campuran Silikon) untuk menghasilkan medan listrik
  • saluran awal dan saluran akhir (tebuat dari logam tipis) untuk mengirim ke perabot listrik.



Aplikasi
Energi surya dapat diaplikasikan hampir di semua peralatan yang menggunakan listrik. Misalnya untuk rumah tangga : lampu, TV, kulkas, kipas angin, radio, pompa air, komputer. Fasilias Umum: Lampu jalan, Trafficlight, Wifi, Rest area, dll


                                 
                                              Diagram Sistem Panel surya


                                  
                                          Contoh aplikasi Panel Surya


Kelebihan
       Panel surya ramah lingkungan dan tidak memberikan kontribusi terhadap perubahan iklim seperti pada kasus penggunaan bahan bakar fosil karena panel surya tidak memancarkan gas rumah kaca yang berbahaya seperti karbon dioksida.
       Panel surya memanfaatkan energi matahari dan matahari adalah bentuk energi paling berlimpah yang tersedia di planet kita.
       Panel surya mudah dipasang dan memiliki biaya pemeliharaan yang sangat rendah karena tidak ada bagian yang bergerak.

Kekurangan
       Panel surya masih relatif mahal, bahkan meskipun setelah banyak mengalami penurunan harga. Harga panel rumah sedang saat ini sekitar $ 12000-18000.
       Panel surya masih perlu meningkatkan efisiensi secara signifikan karena banyak sinar matahari terbuang sia-sia dan berubah menjadi panas. Rata-rata panel surya saat ini mencapai efisiensi kurang dari 20%.
       Jika tidak terpasang dengan baik dapat terjadi over-heating  pada panel surya.
       Panel surya terbuat dari beberapa bahan yang tidak ramah lingkungan.


Tidak ada komentar:

Posting Komentar