Jelaskan secara singkat cara kerja energi alternatif panel listrik tenaga surya

panel surya. ©REUTERS/Regis Duvignau

Merdeka.com - Tenaga surya adalah sumber energi yang luar biasa. Rata-rata, setiap meter persegi permukaan bumi menerima 164 watt energi matahari. Dengan kata lain, Anda bisa memasang lampu meja yang sangat kuat (150 watt) di setiap meter persegi permukaan bumi dan menerangi seluruh planet dengan energi matahari.

Atau, dengan kata lain, jika kita menutupi satu persen gurun Sahara dengan panel surya, kita bisa menghasilkan listrik yang cukup untuk memberi daya ke seluruh dunia. Itulah hal baik tentang tenaga surya: ada banyak sekali, jauh lebih banyak daripada yang bisa kita gunakan. Tapi ada sisi negatifnya juga.

Energi yang dikirim matahari tiba di bumi sebagai campuran cahaya dan panas. Keduanya sangat penting, cahaya membuat tanaman tumbuh, memberi kita makanan, sementara panas membuat kita cukup hangat untuk bertahan hidup, tetapi kita tidak dapat menggunakan cahaya atau panas matahari secara langsung untuk menjalankan televisi atau mobil.

Kita harus menemukan cara untuk mengubah energi matahari menjadi bentuk energi lain yang dapat kita gunakan dengan lebih mudah, seperti listrik. Dan itulah yang dilakukan sel surya pada panel surya:

2 dari 4 halaman

Sel surya adalah perangkat elektronik yang menangkap sinar matahari dan mengubahnya langsung ke listrik. Ukurannya kira-kira sebesar telapak tangan orang dewasa, berbentuk segi delapan, dan berwarna hitam kebiruan. Dalam cara kerja panel surya, sel surya sangat berperan penting.

Sel surya sering digabungkan untuk membuat unit yang lebih besar yang disebut modul surya, yang digabungkan menjadi unit yang lebih besar yang disebut panel surya (lembaran berwarna hitam atau biru yang Anda lihat di rumah orang, biasanya dengan beberapa ratus sel surya per atap) atau menjadi chip (untuk memberikan tenaga bagi gadget kecil seperti kalkulator saku dan jam tangan digital).

Sama seperti sel di baterai, sel di panel surya dirancang untuk menghasilkan listrik; tetapi jika sel baterai menghasilkan listrik dari bahan kimia, sel panel surya menghasilkan daya dengan menangkap sinar matahari. Mereka kadang-kadang disebut sel fotovoltaik (PV) karena mereka menggunakan sinar matahari ("foto" berasal dari kata Yunani untuk cahaya) untuk menghasilkan listrik (kata "volta" mengacu pada perintis listrik Italia Alessandro Volta, 1745–1827).

Kita dapat menganggap cahaya terbuat dari partikel-partikel kecil yang disebut foton, jadi seberkas sinar matahari seperti selang api kuning cerah yang menembakkan triliunan foton ke arah kita.

Menempelkan sel surya pada jalurnya dan menangkap foton energik ini dan mengubahnya menjadi aliran elektron arus listrik. Setiap sel menghasilkan beberapa volt listrik, jadi tugas panel surya adalah menggabungkan energi yang dihasilkan oleh banyak sel untuk menghasilkan arus dan tegangan listrik yang berguna.

Hampir semua sel surya saat ini terbuat dari potongan silikon (salah satu unsur kimia paling umum di Bumi, ditemukan di pasir), meskipun seperti yang akan kita lihat sebentar lagi, berbagai bahan lain juga dapat digunakan (atau sebaliknya).

Ketika sinar matahari menyinari sel surya, energi yang dibawa ledakan elektron keluar dari silikon. Ini dapat dipaksa untuk mengalir di sekitar sirkuit listrik dan memberi daya pada apa pun yang menggunakan listrik.

Berikut penjelasan selengkapnya cara kerja panel surya:

3 dari 4 halaman

Panel surya bekerja dengan membiarkan foton, atau partikel cahaya, menjatuhkan elektron bebas dari atom, menghasilkan aliran listrik. Dilansir dari Live Science, cara kerja panel surya sebenarnya terdiri dari banyak unit yang lebih kecil yang disebut sel fotovoltaik. (Fotovoltaik berarti mereka mengubah sinar matahari menjadi listrik.) Banyak sel yang dihubungkan bersama membentuk panel surya.

Setiap sel fotovoltaik pada dasarnya adalah sandwich yang terdiri dari dua irisan bahan semi konduktor, biasanya silikon -bahan yang sama yang digunakan dalam mikroelektronika.

Untuk bekerja, sel fotovoltaik perlu membentuk medan listrik. Mirip dengan medan magnet, yang terjadi karena kutub yang berlawanan, medan listrik terjadi ketika muatan berlawanan dipisahkan. Untuk mendapatkan bidang ini, produsen "membius" silikon dengan bahan lain, memberikan muatan listrik positif atau negatif pada setiap irisan sandwich.

Secara khusus, mereka menyemai fosfor ke lapisan atas silikon, yang menambahkan elektron ekstra, dengan muatan negatif, ke lapisan itu. Sementara itu, lapisan bawah mendapat takaran boron, yang menghasilkan elektron lebih sedikit, atau muatan positif.

Ini semua menambah medan listrik di persimpangan antara lapisan silikon. Kemudian, ketika foton sinar matahari menjatuhkan elektron bebas, medan listrik akan mendorong elektron tersebut keluar dari sambungan silikon.

Beberapa komponen sel lainnya mengubah elektron ini menjadi daya yang dapat digunakan. Pelat konduktif logam di sisi sel mengumpulkan elektron dan mentransfernya ke kabel. Pada titik itu, elektron dapat mengalir seperti sumber listrik lainnya.

4 dari 4 halaman

Baru-baru ini, para peneliti telah menghasilkan sel surya yang sangat tipis dan fleksibel dengan ketebalan hanya 1,3 mikron, kira-kira 1/100 lebar rambut manusia, dan 20 kali lebih ringan dari selembar kertas kantor.

Faktanya, sel-selnya sangat ringan sehingga bisa berada di atas gelembung sabun, namun mereka menghasilkan energi dengan efisiensi yang sama dengan sel surya berbasis kaca, para ilmuwan melaporkan dalam sebuah penelitian yang diterbitkan pada 2016 di jurnal Organic Electronics.

Sel surya yang lebih ringan dan lebih fleksibel seperti ini dapat diintegrasikan ke dalam arsitektur, teknologi dirgantara, atau bahkan perangkat elektronik yang dapat dikenakan.

Ada jenis lain dari teknologi tenaga surya, termasuk panas matahari dan tenaga surya terkonsentrasi (CSP), yang beroperasi dengan cara yang berbeda dari panel surya fotovoltaik, tetapi semuanya memanfaatkan kekuatan sinar matahari untuk menghasilkan listrik atau memanaskan air atau udara.

[amd]

Posted On: Agustus 10, 2020

Penggunaan pembangkit listrik tenaga surya saat ini memang sedang banyak diminati. Hal ini disebabkan karena pembangkit listrik tenaga surya memiliki banyak kelebihan. salah satunya adalah keuntungan dari segi ekonomi.

Pembangkit tenaga matahari dianggap memiliki ekonomi yang lebih baik karena membuat konsumsi listrik dari PLN menjadi lebih minim. Apalagi di kondisi seperti ini di mana biaya listrik sedang naik, maka penggunaan pembangkit listrik tenaga matahari memang sangat menguntungkan.

Tentang Pembangkit Listrik Tenaga Surya

PLTS atau pembangkit listrik tenaga surya merupakan salah satu opsi dalam pemenuhan kebutuhan listrik. Sejak dahulu, alternatif penggunaan tenaga surya untuk pembangkit listrik sudah ada. Akan tetapi belum banyak orang yang berminat karena biaya instalasinya yang cukup mahal.

PLTS menjadi salah satu pilihan yang sangat menguntungkan dari segi ekonomi sehingga banyak orang yang berminat menggunakan teknologi ini. Bagi anda yang juga ingin menghemat biaya listrik di rumah anda, pasti penasaran.

Penggunakan PLTS ini ada dua cara yaitu melakukan pemusatan energi panas matahari dan juga menggunakan panel surya. Pemusatan energi panas merupakan salah satu cara yang bisa dilakukan untuk menghasilkan listrik. Dengan melakukan pemusatan energi panas, perangkat dari sistem PLTS ini akan digunakan untuk memanaskan air.

Pemanasan air ini akan menghasilkan uap air yang nantinya digunakan untuk menggerakkan pembangkit listrik. Sistem pembangkit listrik tenaga surya yang menggunakan pemusatan energi ini biasanya dilakukan dengan menggunakan sistem cermin. Sistem tersebut kemudian dikombinasikan dengan sistem pelacak pergerakan matahari, sehingga mendapatkan panas matahari yang maksimal sepanjang hari.

Sedangkan PLTS yang dilakukan dengan menggunakan panel surya merupakan salah satu upaya pembangkit listrik tenaga matahari yang dilakukan secara langsung. Hingga saat ini lebih dari 600 pelanggan PLN telah melakukan konversi ke PLTS di atap rumah mereka untuk menghemat biaya listrik.

Pembangkit Listrik Tenaga Matahari Dengan Sistem Panel Surya

Pembangkit listrik tenaga matahari yang menggunakan sistem panel listrik merupakan pembangkit listrik matahari yang paling banyak digunakan di Indonesia. Hal ini disebabkan karena proses yang digunakannya lebih singkat sehingga biaya yang dibutuhkan dalam instalasi nya juga lebih minim.

Pembangkit listrik yang menggunakan panel tenaga matahari ini melakukan konversi energi sinar matahari menjadi energi listrik secara langsung. Keberadaan dari teknologi ini bekerja dengan menggunakan konsep photovoltaik.

Konsep photovoltaic merupakan sebuah konsep dimana cahaya matahari akan dikonversi secara langsung menjadi listrik melalui sel surya. Pada konsep photovoltaic, sel surya nantinya digunakan untuk menangkap cahaya, cahaya yang berasal dari matahari Ini mengandung foton. Foton adalah satuan terkecil dari tenaga surya yang bisa ditangkap oleh sel surya. Foton yang menabrak akan mengalami proses yang pada akhirnya menyebabkan munculnya aliran listrik pada sel surya tersebut.

Mengenai Efek Photovoltaic

Seperti yang telah disebutkan sebelumnya foton yang menabrak dinding sel surya akan menyebabkan proses kemunculan arus listrik terjadi. Proses ini dimulai ketika foton menabrak dinding semi konduktor. Pada proses penabrakan ini, maka atom dinding konduktor akan kehilangan elektron. Atom yang kehilangan elektron ini disebut dengan hole.

Seperti yang kita tahu elektron merupakan sebuah komponen yang memiliki muatan negatif sedangkan foton memiliki muatan positif. Perbedaan muatan inilah yang nantinya menyebabkan munculnya arus listrik.

Arus listrik pada sel surya muncul ketika dibuat hubungan antara dua elektroda berada pada sistem padat dan sistem cair. Elektrode yang dihubungkan tersebut ketika ia menerima cahaya dari matahari, maka secara otomatis tegangan arus listrik akan muncul dan bisa digunakan untuk menghidupkan Pompa Air Tenaga Surya.

Mengapa Sel Surya Dapat Melakukan Pengubahan Cahaya Matahari Menjadi Listrik?

Sel surya merupakan sebuah komponen elektronik yang terbuat dari bahan yang memiliki sensitivitas terhadap cahaya. Komponen utama yang digunakan untuk membuat sel surya adalah dioda foto atau photodiode. Dioda ini merupakan komponen elektronik yang memiliki sensitivitas cahaya. Hal ini menyebabkan cahaya matahari yang menyentuh komponen ini dapat ditangkap dan dilanjutkan ke sistem selanjutnya untuk diubah menjadi daya listrik.

Langkah-Langkah Pengubahan Cahaya Matahari Menjadi Listrik Oleh Panel Surya

Pembangkit listrik tenaga surya yang didapatkan dari panel surya melakukan proses seperti berikut ini. Pertama-tama foton yang terkandung di dalam cahaya matahari akan menghantam bahan semikonduktor pada pada sel surya. Pada proses penghantaran ini elektron akan terpisah dari atom bahan semikonduktor terpisah.

Elektron yang terpisah ini dapat bergerak dengan bebas sehingga bisa diarahkan. Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, elektron ini memiliki muatan negatif sedangkan atom yang memiliki elektron akan bermuatan positif. Adanya pelepasan elektron ini menyebabkan bahan semikonduktor pada akhirnya mengelompok menjadi dua daerah, yaitu daerah bermuatan positif dan daerah bermuatan negatif. Kedua daerah yang dibentuk melalui pemisahan elektron ini nantinya akan bergerak berlawanan arah. Pergerakan daerah bermuatan positif dan daerah bermuatan negatif yang berlainan arah ini nanti akan menyebabkan munculnya arus listrik. Oleh karena itu jika antara daerah positif dan daerah negatif ini dipasangi Pompa Submersible, maka pompa tersebut akan menyala.

Jenis-Jenis Panel Surya Yang Umum Digunakan

Sel surya atau panel surya yang ada di pasaran dan bisa ditemukan ada beberapa jenis. Diantara jenis-jenis tersebut jenis yang paling populer adalah silikon monocrystalline dan silikon polikristalin.

Silikon monocrystalline merupakan salah satu panel surya yang paling populer karena efektifitas yang dimilikinya. Dibandingkan dengan panel surya yang lainnya, panel surya bekerja lebih efektif dalam menangkap cahaya dan menghasilkan listrik. Akan tetapi jika kondisinya seperti negara tropis Indonesia, keunggulan tersebut tidak akan bertahan lama karena efektivitas dari produk ini akan menurun ketika kondisi mendung.

Oleh karena itu, bagi anda yang sedang mencari panel surya untuk kebutuhan rumah, kami merekomendasikan anda memilih panel surya silikon polycrystalline. Jenis panel surya yang satu ini merupakan pilihan yang paling tepat karena jenis silikon polycrystalline memiliki efektivitas yang paling baik ketika berada di area yang sering ditutupi oleh awan berawan seperti yang sering terjadi di Indonesia pada musim penghujan.

Demikian adalah ulasan yang bisa kita kami berikan mengenai cara kerja dari pembangkit listrik tenaga surya. Bagi Anda yang sedang mencari informasi mengenai cara kerja dari panel tenaga surya ini, kami harap informasi yang kami berikan ini dapat bermanfaat bagi anda.