Lebih Jauh Tentang Solar Cells (Panel Surya)

Dalam artikel Mengenal Listrik Tenaga Surya, telah kita sebutkan bahwa fungsi solar sel adalah untuk  mengkonversikan tenaga matahari menjadi listrik. Sel surya terbuat dari potongan silikon yang sangat kecil dengan dilapisi bahan kimia khusus untuk membentuk dasar dari sel surya. Sel surya pada umumnya memiliki ketebalan minimum 0,3 mm yang terbuat dari irisan bahan semikonduktor dengan kutub positif dan negatif. Tiap sel surya biasanya menghasilkan tegangan 0,5 volt. Sel surya merupakan elemen aktif (Semikonduktor) yang memanfaatkan efek fotovoltaik untuk merubah energi surya menjadi energi listrik.

Pada sel surya terdapat sambungan ( junction ) antara dua lapisan tipis yang terbuat dari bahan semikonduktor yang masing-masing diketahui sebagai semikonduktor jenis “P” ( positif )  dan  semikonduktor  jenis  “N” ( negatif ). Semikonduktor jenis-N dibuat dari kristal silikon dan terdapat juga sejumlah material lain ( umumnya posfor ) dalam batasan bahwa material tersebut dapat memberikan suatu kelebihan elektron bebas.

Elektron adalah partikel sub atom yang bermuatan negatif, sehingga silikon paduan dalam hal ini disebut sebagai semikonduktor jenis-N ( Negatif ). Semikonduktor jenis-P juga terbuat dari kristal silikon yang didalamnya terdapat sejumlah kecil materi lain ( umumnya boron ) yang mana menyebabkan material tersebut kekurangan satu elektron bebas. Kekurangan atau hilangnya elektron ini disebut lubang ( hole ). Karena tidak ada atau kurangnya elektron yang bermuatan listrik negatif maka silikon paduan dalam hal ini sebagai semikonduktor jenis-P ( Positif ).

Karena solar cell terdiri dari photovoltaic yang menghasilkan listrik dari intensitas cahaya, maka saat intensitas cahaya berkurang (berawan, hujan, mendung) arus listrik yang dihasilkan juga akan berkurang. Sebuah solar cells menghasilkan kurang lebih tegangan 0.5 Volt. Jadi sebuah panel surya 12 Volt terdiri dari kurang lebih 36 sel (untuk menghasilkan 17 Volt tegangan maksimum). Dengan menambah panel surya / solar cell (memperluas) berarti menambah konversi tenaga surya. Umumnya panel surya / solar cell dengan ukuran tertentu memberikan hasil tertentu pula.

Solar cells panel module memiliki kapasitas output: Watt hour. Solar cell 50 WP 12 V, memberikan output daya sebesar 50 Watt per hour dan tegangan adalah 12 Volt. Untuk perhitungan daya yang dihasilkan per hari adalah 50 Watt x 5 jam (maximun peak intensitas matahari).

Bila kita membutuhkan daya listrik Alternating Current sebesar 2000W selama 10 jam per hari (20KWh/hari) maka dibutuhkan 24 panel sel surya dgn kapasitas masing-masing 210WP dan 30 aki @12V 100Ah. Ini berdasarkan perhitungan energi surya dari jam 7 pagi s/d jam 5 sore (10 jam) dan asumsi konversi energi minimal 4 jam sehari.

Jenis Panel Solar Sel

Ada beberapa jenis panel solar sel, antara lain :

Polikristal (Poly-crystalline)

Merupakan solar cells panel yang memiliki susunan kristal acak. Type Polikristal memerlukan luas permukaan yang lebih besar dibandingkan dengan jenis monokristal untuk menghasilkan daya listrik yang sama, akan tetapi dapat menghasilkan listrik pada saat mendung.

Monokristal (Mono-crystalline)

Merupakan panel yang paling efisien, menghasilkan daya listrik persatuan luas yang paling tinggi. Memiliki efisiensi sampai dengan 15%. Kelemahan dari panel jenis ini adalah tidak akan berfungsi baik ditempat yang cahaya mataharinya kurang (teduh), efisiensinya akan turun drastis dalam cuaca berawan.

Amorphous

Silikon amosphous (a-Si) digunakan sebagai bahan baku solar cells panel untuk kalkulator pada waktu tertentu. Meskipun kinerjanya rendah daripada solar cells c-Si  (crystaline) tradisional, hal ini tidak terlalu penting dalam kalkulator, yang menggunakan tenaga yang sangat minim.

Saat ini, perkembangan pada teknik a-Si membuat mereka menjadi lebih efektif untuk area yang luas yang digunakan solar cells panel. Efisiensi tinggi dapat dicapai dengan penyusunan beberapa layar sel a-Si yang tipis di bagian atas satu sama lain, setiap rangkaian diatur untuk bekerja dengan pada frekuensi cahaya tertentu. Pendekatan ini tidak berlaku untuk sel c-Si, dimana sangat tebal sebagai hasil dari teknik pembangunan dan buram, menghalangi cahaya pada lapisan di tiap susunan.

Keuntungan dasar dari a-Si dalam skala produksi yang besar bukan pada efisiensi , tetapi pada biaya. Sel a-Si menggunakan sekitar 1% silikon daripada sell c-Si, dan biaya untuk silikon adalah faktor terbesar dalam biaya sel.

Penggunaan Solar Sel di Rumah

Dalam penggunaan panel surya / solar cell untuk  membangkitkan listrik di rumah, ada beberapa hal yang perlu kita  pertimbangkan karena karakteristik dari panel surya / solar cell :

1. Panel surya / solar cell memerlukan sinar matahari.
2. Tempatkan panel surya / solar cell pada posisi dimana tidak terhalangi oleh objek sepanjang pagi sampai sore.
3. Panel surya - solar cell menghasilkan listrik arus searah DC.
4. Untuk efisiensi yang lebih tinggi, gunakan lampu DC seperti lampu LED.
5. Instalasi kabel baru khusus untuk arus searah DC untuk perangkat berikut ini misalnya: lampu penerangan berbasis LED (Light Emiting Diode), kamera CCTV, wifi (wireless fideliity), dll.
6. Kalau kita membuat rumah baru, disarankan untuk  menggunakan PLN dan panel surya  / solar cell. Panel surya / solar cell digunakan untuk sebagian penerangan (dalam hal ini menggunakan arus searah DC) dan PLN untuk perangkat arus bolak balik AC seperti: Air Conditioning, Lemari Es, sebagian penerangan dll.
7. Bila listrik DC yang tersimpan dalam aki ingin digunakan untuk menyalakan perangkat AC seperti : pompa air, kulkas, dsbnya maka diperlukan inverter yang dapat mengubah listrik DC menjadi AC. Sesuaikan kebutuhan daya yang dibutuhkan dengan panel sel surya, inverter, aki.

Simak artikel selanjutnya tentang Inverter.

Salam Sukses Selalu

Read this | Baca juga yang ini

Widget by [ Zein Property ]