Solar
cell
A. Tujuan membuat SOLAR CELL
-
Untuk
memanfaatkan sinar matahari
-
Untuk
mengubah dari sinar matahari menjadi tegangan listrik
B. Pengertian Solar Cell (Sel Surya).
Solar cell
terbuat dari potongan silikon yang sangat kecil dengan dilapisi bahan kimia
khusus untuk membentuk dasar dari solar cell. Solar cell pada umumnya memiliki
ketebalan minimum 0,3 mm yang terbuat dari irisan bahan semikonduktor dengan
kutub positif dan negatif. Solar cell
merupakan elemen aktif (Semikonduktor) yang memanfaatkan efek fotovoltaik untuk
merubah energi surya menjadi energi listrik. Pada solar cell terdapat sambungan
(junction) antara dua lapis tipis yang terbuat dari bahan semikonduktor yang masing- masing
diketahui sebagai semikonduktor jenis P (positif) dan semikonduktor jenis N
(negatif). Semikonduktor jenis P dibuat
dari kristal silikon yang didalamnya terdapat sejumlah material lain (umumnya
boron) yang mana menyebabkan material tersebut kekurangan satu elektron bebas yang
disebut lubang (hole).
Semikonduktor
jenis N juga terbuat dari kristaal
silikon yang didalamnya terdapat 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)
C. LANDASAN TEORI
Pembangkit
listrik tenaga surya itu konsepnya sederhana. Yaitu mengubah cahaya matahari
menjadi energi listrik. Cahaya matahari merupakan salah satu bentuk energi dari
sumber daya alam. Sumber daya alam matahari ini sudah banyak digunakan untuk
memasok daya listrik di satelit komunikasi melalui sel surya. Sel surya ini
dapat menghasilkan energi listrik dalam jumlah yang tidak terbatas langsung
diambil dari matahari, tanpa ada bagian yang berputar dan tidak memerlukan
bahan bakar. Sehingga sistem sel surya sering dikatakan bersih dan ramah
lingkungan. Badingkan dengan sebuah generator listrik, ada bagian yang berputar
dan memerlukan bahan bakar untuk dapat menghasilkan listrik. Suaranya bising.
Selain itu gas buang yang dihasilkan dapat menimbulkan efek gas rumah kaca
(green house gas) yang pengaruhnya dapat merusak ekosistem planet bumi kita.
Sistem sel
surya yang digunakan di permukaan bumi terdiri dari panel sel surya, rangkaian
kontroler pengisian (charge controller), dan aki (batere) 12 volt yang
maintenance free. Panel sel surya merupakan modul yang terdiri beberapa sel
surya yang digabung dalam hubungkan seri dan paralel tergantung ukuran dan
kapasitas yang diperlukan. Yang sering digunakan adalah modul sel surya 20 watt
atau 30 watt. Modul sel surya itu menghasilkan energi listrik yang proporsional
dengan luas permukaan panel yang terkena
sinar matahari. Rangkaian kontroler pengisian aki dalam sistem sel surya itu
merupakan rangkaian elektronik yang mengatur proses pengisian akinya. Kontroler
ini dapat mengatur tegangan aki dalam selang tegangan 12 volt plus minus 10
persen. Bila tegangan turun sampai 10,8 volt, maka kontroler akan mengisi aki
dengan panel surya sebagai sumber dayanya. Tentu saja proses pengisian itu akan
terjadi bila berlangsung pada saat ada
cahaya matahari. Jika penurunan tegangan itu terjadi pada malam hari, maka
kontroler akan memutus pemasokan energi listrik. Setelah proses pengisian
itu berlangsung selama beberapa jam,
tegangan batrai itu akan naik. Bila tegangan batrai itu mencapai 13,2 volt,
maka kontroler akan menghentikan proses pengisian batrai itu
Biasanya panel
surya itu letakkan dengan posisi statis menghadap matahari. Padahal bumi itu
bergerak mengelilingi matahari. Orbit yang ditempuh bumi berbentuk elip dengan
matahari berada di salah satu titik fokusnya. Karena matahari bergerak
membentuk sudut selalu berubah, maka dengan posisi panel surya itu yang statis
itu tidak akan diperoleh energi listrik yang optimal. Agar dapat terserap
secara maksimum, maka sinar matahari itu harus diusahakan selalu jatuh tegak
lurus pada permukaan panel surya. Jadi, untuk mendapatkan energi listrik yang
optimal, sistem sel surya itu masih harus dilengkapi pula dengan rangkaian
kontroler optional untuk mengatur arah
permukaan panel surya agar selalu menghadap matahari sedemikian rupa
sehingga sinar mahatari jatuh hampir tegak lurus pada panel suryanya. Kontroler
seperti ini dapat dibangun, misalnya, dengan menggunakan mikrokontroler 8031.
Kontroler ini tidak sederhana, karena terdiri dari bagian perangkat keras dan
bagian perangkat lunak. Biasanya, paket sistem sel surya yang
lengkapbelumtermasuk kontroler untuk menggerakkan panel surya secara otomatis
supaya sinar matahari jatuh tegak lurus.
Sejarah Soral Cell
Tenaga listrik
dari cahaya matahari pertama kali ditemukan oleh Alexandr Edmund
Becquerel seorang ahli fisika Perancis pada tahun 1839. Temuannya ini merupakan
cikal bakal teknologi solar cell. Percobaannya dilakukan dengan menyinari 2
elektrode dengan berbagai macam cahaya. Elektrode tersebut di balut (coated)
dengan bahan yang sensitif terhadap cahaya, yaitu AgCl dan AgBr dan
dilakukan pada kotak hitam yang dikelilingi dengan campuran asam.
D. Prinsip kerja solar cell
Prinsip Kerja
Solar Cell Secara sederhana solar cell terdiri dari persambungan bahan
semikonduktor jenis - P dan semikonduktor jenis - N (P – N junction
semiconductor) yang jika tertimpa sinar matahari maka akan terjadi aliran
elektron, aliran elektron inilah yang disebut sebagai aliran arus listrik.
Bagian utama perubah energi sinar matahari menjadi listrik adalah absorber
(penyerap).
E. Komponen-komponen yang diperlukan untuk instalasi listrik tenaga surya:
1. Panel surya / solar panel
Panel surya /
solar panel berfungsi untuk mengkonversikan tenaga matahari menjadi
listrik. Sel silikon (disebut juga solar cells) yang disinari matahari/ surya,
membuat photon yang
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).
Umumnya kita menghitung maksimum sinar matahari yang diubah menjadi tenaga listrik sepanjang hari adalah 5 jam. Tenaga listrik pada pagi sampai sore disimpan dalam baterai, sehingga listrik bisa digunakan pada malam hari, yang dimana tanpa sinar matahari.
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).
Umumnya kita menghitung maksimum sinar matahari yang diubah menjadi tenaga listrik sepanjang hari adalah 5 jam. Tenaga listrik pada pagi sampai sore disimpan dalam baterai, sehingga listrik bisa digunakan pada malam hari, yang dimana tanpa sinar matahari.
2. Solar charge controller
Solar charge
controller berfungsi mengatur lalu lintas dari solar cell ke baterai dan beban.
Alat elektronik ini juga mempunyai banyak fungsi yang pada dasarnya ditujukan
untuk melindungi baterai.
3. Inverter
Inverter adalah
perangkat elektrik yang mengkonversikan tegangan searah (DC – direct current)
menjadi tegangan bolak balik (AC – alternating current).
4. Baterai
berfungsi
menyimpan arus listrik yang dihasilkan oleh panel surya sebelum dimanfaatkan
untuk menggerakkan beban. Beban dapat berupa lampu penerangan atau peralatan
elektronik lainnya yang membutuhkan listrik.
F. Rincian harga
1 Harga panel surya / solar cell tergantung
dari beberapa faktor:
* Type panel/ teknologi/
efisiensi
* Ukuran panel dan daya dalam
Watt yang dihasilkan per jam
Perkiraan harga panel untuk 50 Watt
Peak adalah sekitar Rp 1.650.000,00. Jadi harga per 1 Watt Peak adalah sekitar
Rp 33.000,00.
2 Charge controller
Ada jenis PWM dan ada jenis MPPT
(bukan merk tapi jenis).
Sifat controller kelas PWM
umumnya berharga murah, Tegangan Input hampir sama dengan Tegangan ke Baterai /
Aki, misalnya pada controller autovolt untuk baterai 12/24, input 12-23VDC
untuk baterai 12v dan input 24~30V untuk baterai 24VDC, intinya tegangan input
tidak jauh berbeda dengan tegangan output (ke baterai). Harga kelas PWM Rp
200.000,00;
MPPT umumnya mempunyai
keistimewaan yaitu tegangan input yang tinggi untuk mencharge baterai baik 12v
s/d 48v, bahkan sebagian controller bisa mencharge sampai 60VDC.
Harga memang mahal, tapi efesiensinya memang lebih baik. Harga kelas MPPT Rp 550.000,00;
Harga memang mahal, tapi efesiensinya memang lebih baik. Harga kelas MPPT Rp 550.000,00;
3 inverter
Harga inveter tergantung merek,
tetapi saya menggunakan inveter merek pure sine wave seharga Rp 1.500.000,00;
4 Batrai
Harga batrai tergantung dari
kapasitas :
-
33Ah dengan harga Rp 750.000,00;
-
65Ah dengan harga Rp 1.250.000,00;
-
100Ah dengan harga Rp 1.850.000,00;
-
120Ah dengan harga Rp 2.250.000,00;
Tetapi saya
menggunakan batrai 100Ah dengan harga Rp 1.850.000,00;.
G. Cara membuat
1. Panel
surya di pasang tegak urus ke arah sinar matahari untuk menangkap sinar
matahari.
2. Dari
panel surya, lalu di sambungkan ke charge controller untuk mengontrol pengisian
batrai.
3. Di
sambung dari charge controller ke batrai untuk bertujuan batrai mengisi dan
menyimpan energi listrik yang di hasilkan oleh panell surya.
4. Yang
trakhir di sambungkan ke inverter untuk mengubah tegangan DC menjadi tegangan
AC.
gemariptek.blogspot.co.id
