Senin, 24 Januari 2011

KELISTRIKAN PANEL SURYA

Pembangkit Listrik Tenaga Surya

Kondisi bumi kita kian lama kian mengenaskan karena tercemarnya lingkungan dari efek
rumah kaca (greenhouse effect) yang menyebabkan global warming, hujan asam,
rusaknya lapisan ozon hingga hilangnya hutan tropis. Semua jenis polusi itu rata-rata
akibat dari penggunaan bahan bakar fosil seperti minyak bumi, uranium, plutonium, batu
bara dan lainnya yang tiada hentinya. Padahal kita tahu bahwa bahan bakar dari fosil
tidak dapat diperbaharui, tidak seperti bahan bakar non-fosil.
Dengan kondisi yang sudah sedemikian memprihatinkan, gerakan hemat energi
sudah merupakan keharusan di seluruh dunia. Salah satunya dengan hemat bahan bakar
dan menggunakan bahan bakar dari non-fosil yang dapat diperbaharui seperti tenaga
angin, tenaga air, energi panas bumi, tenaga matahari, dan lainnya. Duniapun sudah mulai
merubah tren produksi dan penggunaan bahan bakarnya, dari bahan bakar fosil beralih ke
bahan bakar non-fosil, terutama tenaga surya yang tidak terbatas
.
       Digunakan untuk keperluan apa saja dan di mana saja : bangunan besar, pabrik,
perumahan, dan lainnya. Selain persediaannya tanpa batas, tenaga surya nyaris tanpa
dampak buruk terhadap lingkungan dibandingkan bahan bakar lainnya.Di negara-negara
industri maju seperti Jepang, Amerika Serikat, dan beberapa negara di Eropa dengan
bantuan subsidi dari pemerintah telah diluncurkan program-program untuk
memasyarakatkan listrik tenaga surya ini. Tidak itu saja di negara-negara sedang
berkembang seperti India, Mongol promosi pemakaian sumber energi yang dapat
diperbaharui ini terus dilakukan. Untuk lebih mengetahui apa itu pembangkit listrik
tenaga surya atau kami singkat dengan PLTS maka dalam tulisan ini akan dijelaskan
secara singkat komponen-komponen yang membentuk PLTS, sistim kelistrikan tenaga
surya dan trend teknologi yang ada.


Kosep Kerja Sistem PLTS 
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 selsurya 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 aki itu akan naik. Bila tegangan aki itu mencapai 13,2 volt, maka kontroler akan menghentikan proses pengisian aki itu.
Rangkaian kontroler pengisian itu sebenarnya mudah untuk dirakit sendiri. Tapi, biasanya rangkaian kontroler ini sudah tersedia dalam keadaan jadi di pasaran. Memang harga kontroler itu cukup mahal kalau dibeli sebagai unit tersendiri. Kebanyakan sistem sel surya itu hanya dijual dalam bentuk paket lengkap yang siap pakai. Jadi, sistem sel surya dalam bentuk paket lengkap itu jelas lebih murah dibandingkan dengan bila merakit sendiri.
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 lengkap belum termasuk kontroler untuk menggerakkan panel surya secara otomatis supaya sinar matahari jatuh tegak lurus. Karena itu, kontroler macam ini cukup mahal.


 

Contoh PLTS Aplikasi Mandiri
 

 PHOTOVOLTAIC Cara kerja sistem Pembangkit Listrik Tenaga Surya dengan
menggunakan Grid-Connected panel sel surya Photovoltaic untuk perumahan :
.
Modul sel surya Photovoltaic merubah energi surya menjadi arus listrik DC. Arus listrik
DC yang dihasilkan ini akan dialirkan melalui suatu inverter (pengatur tenaga) yang
merubahnya menjadi arus listrik AC, dan juga dengan otomatis akan mengatur seluruh
sistem. Listrik AC akan didistribusikan melalui suatu panel distribusi indoor yang akan
mengalirkan listrik sesuai yang dibutuhkan peralatan listrik. Besar dan biaya konsumsi
listrik yang dipakai di rumah akan diukur oleh suatu Watt-Hour Meters.
Komponen utama sistem surya fotovoltaik adalah modul yang merupakan unit
rakitan beberapa sel surya fotovoltaik. Untuk membuat modul fotovoltaik secara
pabrikasi bisa menggunakan teknologi kristal dan thin film. Modul fotovoltaik kristal
dapat dibuat dengan teknologi yang relatif sederhana, sedangkan untuk membuat sel
fotovoltaik diperlukan teknologi tinggi.

Modul fotovoltaik tersusun dari beberapa sel fotovoltaik yang dihubungkan secara seri dan paralel. Biaya yang dikeluarkan untuk membuat modul sel surya yaitu sebesar 60% dari biaya total. Jadi, jika modul sel surya itu bisa diproduksi di dalam negeri berarti akan bisa menghemat biaya pembangunan PLTS. Untuk itulah, modul pembuatan sel surya di Indonesia tahap pertama adalah membuat bingkai (frame), kemudian membuat laminasi dengan sel-sel yang masih diimpor. Jika permintaan pasar banyak maka pembuatan sel dilakukan di dalam negeri. Hal ini karena teknologi pembuatan sel surya dengan bahan silikon single dan poly cristal secara teoritis sudah dikuasai. Dalam bidang fotovoltaik yang digunakan pada PLTS, Indonesia ternyata telah melewati tahapan penelitian dan pengembangan dan sekarang menuju tahapan pelaksanaan dan instalasi untuk elektrifikasi untuk pedesaan.


Teknologi ini cukup canggih dan keuntungannya adalah harganya murah, bersih, mudah dipasang dan dioperasikan dan mudah dirawat. Sedangkan kendala utama yang dihadapi dalam pengembangan energi surya fotovoltaik adalah investasi awal yang besar dan harga per kWh listrik yang dibangkitkan relatif tinggi, karena memerlukan subsistem yang terdiri atas baterai, unit pengatur dan inverter sesuai dengan kebutuhannya.
Bahan sel surya sendiri terdiri 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 elektron
ke perabot listrik.
Cara kerja sel surya sendiri sebenarnya identik dengan piranti semikonduktor
dioda. Ketika cahaya bersentuhan dengan sel surya dan diserap oleh bahan semi-
konduktor, terjadi pelepasan elektron. Apabila elektron tersebut bisa menempuh
perjalanan menuju bahan semi-konduktor pada lapisan yang berbeda, terjadi perubahan
sigma gaya-gaya pada bahan. Gaya tolakan antar bahan semi-konduktor, menyebabkan
aliran medan listrik. Dan menyebabkan elektron dapat disalurkan ke saluran awal dan
akhir untuk digunakan pada perabot listrik
.
 


Tidak ada komentar:

Posting Komentar