Download - Makala h
1
KONVERTER ENERGI
A. KONVERSI ENERGI PANAS KE LISTRIK
1. KONVERTER TERMOELEKTRIK
1.1. Pengertian Termoelektrik
Prinsip kerja dari Termoelektrik adalah dengan
berdasarkan Efek Seebeck yaitu “jika 2 buah logam yang
berbeda disambungkan salah satu ujunganya, kemudian
diberikan suhu yang berbeda pada sambungan, maka terjadi
perbedaan tegangan pada ujung yang satu dengan ujung yang
lain”.( Muhaimin, 1993).
1.2. Sejarah Termoelektrik
Fenomena termoelektrik pertama kali ditemukan tahun
1821 oleh ilmuwan Jerman, Thomas Johann Seebeck. Ia
menghubungkan tembaga dan besi dalam sebuah rangkaian. Di
antara kedua logam tersebut lalu diletakkan jarum kompas.
Ketika sisi logam tersebut dipanaskan, jarum kompas ternyata
bergerak. Belakangan diketahui, hal ini terjadi karena aliran
listrik yang terjadi pada logam menimbulkan medan magnet.
Medan magnet inilah yang menggerakkan jarum kompas.
Fenomena tersebut kemudian dikenal dengan efek Seebeck.
Penemuan Seebeck ini memberikan inspirasi pada Jean
Charles Peltier untuk melihat kebalikan dari fenomena tersebut.
Dia mengalirkan listrik pada dua buah logam yang direkatkan
dalam sebuah rangkaian. Ketika arus listrik dialirkan, terjadi
penyerapan panas pada sambungan kedua logam tersebut dan
pelepasan panas pada sambungan yang lainnya. Pelepasan dan
penyerapan panas ini saling berbalik begitu arah arus dibalik.
Penemuan yang terjadi pada tahun 1934 ini kemudian dikenal
2
dengan efek Peltier. Efek Seebeck dan Peltier inilah yang
kemudian menjadi dasar pengembangan teknologi termoelektrik.
1.3. Prinsip Kerja Termoelektrik
Teknologi termoelektrik bekerja dengan mengonversi
energi panas menjadi listrik secara langsung (generator
termoelektrik), atau sebaliknya, dari listrik menghasilkan dingin
(pendingin termoelektrik). Untuk menghasilkan listrik, material
termoelektrik cukup diletakkan sedemikian rupa dalam rangkaian
yang menghubungkan sumber panas dan dingin. Dari rangkaian
itu akan dihasilkan sejumlah listrik sesuai dengan jenis
bahan yang dipakai. Kerja pendingin termoelektrik pun
tidak jauh berbeda. Jika material termoelektrik dialiri listrik,
panas yang ada di sekitarnya akan terserap. Dengan demikian,
untuk mendinginkan udara, tidak diperlukan kompresor
pendingin seperti halnya di mesin-mesin pendingin konvensional.
Untuk keperluan pembangkitan lisrik tersebut
umumnya bahan yang digunakan adalah bahan semikonduktor.
Semikonduktor adalah bahan yang mampu menghantarkan arus
listrik namun tidak sempurna. Semikonduktor yang digunakan
adalah semikomduktor tipe n dan tipe p. Bahan
semikonduktor yang digunakan adalah bahan semikonduktor
ekstrinsik. Persoalan untuk Termoelektrik adalah untuk
mendapatkan bahan yang mampu bekerja pada suhu tinggi.
Terdapat tiga sifat bahan Termoelektrik yang penting, yaitu :
1. Koefisien Seebeck(s)2. Konduktifitas panas(k)
3. Resistivitas( r )
3
Gambar 3.1 skema dasar Termoelektrik
Tabel 3.1 Daerah tegangan bahan Termoelektrik
Logam Tegangan (mV)Bismuth -7,7
Konstantan -3,47 hingga -3,4
Kobalt -1,99 hingga -1,52Nikel -1,94 hingga -1,2
Air raksa -0,07 hingga -0,04Platina 0Grafit +0.22
Tentalum +0,34 hingga +0,51Timah putih +0,4 hingga +0,44Timah hitam +0,41 hingga +0,44Magnesium +0,4 hingga +0,43Aluminium +0,37 hingga +0,41Wolfram +0,65 hingga +0,9Rodium +0,65Perak +0,67 hingga +0,79
Tembaga +0,72 hingga +0,77Baja V 2A +0,77
Seng +0,6 hingga +0,79
Manganin +0,57 hingga +0,82Iridium +0,65 hingga +0,68
4
Emas +0,56 hingga +0,8Kadmium +0,85 hingga +0,92
Molibdenum +1,16 hingga +1,31Besi +1,87 hingga +1,89
Chrom nikel +2,2Antimonium +4,7 hingga +4,86
Silikon +44,8
Telirium +50
2 . Pemanfaatan Termo Elektrik
Pemanfaatan teknologi Termoelektrik antara lain:
2.1. Pembangkit daya (Power generation)
Sampai saat ini pembangkitan listrik dari sumber
panas harus melalui beberapa tahap proses. Bahan bakar
fosil akan menghasilkan putaran turbin apabila dibakar
dengan tekanan yang sangat tinggi. Hasil putaran turbin
tersebut akan dipakai untuk memproduksi tenaga listrik.
Kira-kira 90 persen energi listrik dunia yang berasal dari
sumber panas masih memakai cara ini. Sehingga efisiensi
energi masih sangat rendah akibat beberapa kali proses
konversi. Panas yang dihasilkan banyak yang dilepas atau
terbuang percuma. Apabila proses konversi ini dapat diubah,
efisiensi energi akan menjadi lebih besar karena listrik bisa
didapatkan langsung dari sumber panas tanpa melalui
beberapa kali tahap konversi.
Namun, beberapa pembangkit tenaga listrik sudah
menggunakan metode yang dikenal sebagai cogene r a ti on di
mana di samping tenaga listrik yang dihasilkan, panas
yang dihasilkan selama proses ini digunakan untuk tujuan
alternatif. Dengan menggunakan Termoelekrik, panas yang
dihasilkan selama proses yang alami pembangkit akan diubah
menjadi listrik, sehingga panas yang dihasilkan tidak
5
terbuang secara percuma dan energi yang dihasilkan oleh
pembangkit menjadi lebih besar, serta efisiensi energi
menjadi lebih tinggi. Termoelektrik juga mengkin dapat
digunakan pada sistem s o l ar t he rm al ene r g y .(W ikipedia,
2009)
2.2. Kendaraaan bermotor
Saat ini untuk meningkatkan efisiensi dari
kendaraan bermotor, dilakukan berbagai macam usaha atau
teknologi yang dikembangkan, saat ini sedang popular adalah
system hybrid. Pada system hybrid pada kendaraan bermotor
adalah gabungan system kendaran bermotor dengan mesin
pembakaran dalam dan dengan motor listrik. Energi listrik
untuk menggerakn motor listrik diperoleh dari altenantor
dan juga dynamic brake, dimana energy gerak (putaran)
diubah menjadi energy listrik. Keuntungan dari kendaraan
hybrid adalah bahwa kendaraan hybrid dapat mengurangi
konsumsi bahan bakar melalui 3 mekanisme yakni
a) Pengurangan energi terbuang selama kondisi ‘idle” atau
keluaran rendah, dan biasanya mesin motor bakardalam
keadaan mati.
b) Pengurangan ukuran dan tenaga mesin motor bakar,
dalam hal kekurangan tenaga akan dipenuhi oleh motor
listrik,
c) Menyerap energi yang terbuang.
Sementara energy panas yang dibuang belum
dimanfaatkan untuk system Hybrid ini. Muncullah suatu
konsep memanfaatan energy panas yang terbuang pada
kendaraan bermotor yang akan dijadikan energy
listrik. Konsep yang digunakan adalah konsep Seebeck.
Apabila terdapat dua sumber temperatur yang berbeda
pada dua material semi konduktor makan akan mengalir
6
arus listrik pada material tersebut. Konsep ini lebih
dikenal dengan pembangkit termoelektrik.
Dengan menggunakan Teknologi Termoelektrik
ini apabila diterapkan pada kendaraan bermotor dimana
gas buang pada mesin motor bakar berkisar antara 200-
300oC sementara temperatur lingkungan bekisar antara
30-35 oC maka dengan adanya beda temperatur ini akan
diperoleh gaya gerak listrik yang kemudian dapat
digunakan untuk menggerakan motor listrik atau
disimpan di dalam batere. Apabila dapat diterapkan di
kendaraan hybrid maka konsumsi bahan bakar pada
kendaraan bermotor akan semakin hemat.
Kombinasi ketiga keuntungan hybrid bisa
diterapkan pada kendaraan sehingga mesin menjadi
lebih kecil, ringan, dan lebih efisien dibanding kendaraan
konvensional. Dengan demikian diharapkan dapat
mengurangi konsumsi bahan bakar pada kendaraan
bermotor lebih banyak lagi karena batere pada kendaraan
dimana berfungsi sebagai sumber utama energy motor
listrik akan selalu penuh karena mendapat suplai dari
pembangkit thermoelektrik. Dengan berkurangnya
konsumsi bahan bakar maka dapat pula mengurangi
emisi gas buang ke lingkungan.( Koestoer,2008).
2.3. Mesin Pendingin
Termoelektrik sebagai pendingin dibuat
menjadi sebuah modul semikonduktor yang jika dialiri
arus listrik DC maka kedua sisi modul termoelektrik ini
akan mengalami panas dan dingin. Sisi dingin inilah yang
dimanfaatkan sebagai pendingin produk. Dalam bidang
kedokteran dan kesehatan, ketersediaan darah sangat
7
dibutuhkan oleh pasien untuk proses penyembuhannya.
Seperti pasien yang mengalami kecelakaan, melahirkan,
dioperasi atau yang memiliki penyakit berat lainnya
setidaknya membutuhkan darah minimal 1000 – 1500
mL. Darah yang tersedia hasil donor dari orang sehat
sekitar 250 – 300 mL disimpan dalam labu plastik dan
harus dijaga agar tidak rusak. Darah harus disimpan pada
kondisi temperatur tertentu agar sel darah mengalami
proses metabolisme yang minimal sehingga tidak
mengalami kerusakan dan dapat digunakan untuk jangka
waktu yang cukup lama. Untuk menjawab permasalahan
di atas maka diperlukan suatu tempat penyimpan darah
(carrier) hasil donor yang kondisinya dijaga pada suhu 1 -
6 ºC sehingga bisa digunakan sampai 28 hari ke depan.
Adapun solusi yang ditawarkan adalah membuat suatu
kotak penyimpan darah portabel yang temperaturnya
dijaga konstan. Teknologi termoelektrik memungkinkan
untuk mendinginkan darah dalam kapasitas kecil. Sisi
dingin pada modul termoelektrik digunakan untuk
mendinginkan darah pada suhu yang diinginkan.
Untuk menjaga agar suhunya konstan maka biasanya
digunakan alat kontrol termostat. Dalam merancang
sistem ini, langkah awalnya adalah merencanakan
disain konstruksi kotak penyimpan darah beserta
sistem kontrol dan kelistrikan. Langkah selanjutnya
melakukan perhitungan beban pendinginan yang meliputi
beban pendinginan darah, beban kalor konduksi dinding,
beban infiltrasi dan beban yang ditimbulkan oleh
peralatan listrik. Semua beban dijumlah total sebagai
beban kalor yang harus didinginkan oleh modul
termoelektrik. Pemilihan spesifikasi modul termoelektrik
didasarkan pada beban kalor, beda suhu dan parameter
8
listrik yang digunakan. Kelebihan sistem pendingin
termoelektrik adalah tidak berisik, mudah perawatan,
ramah lingkungan dan tidak memerlukan banyak
komponen tambahan. Selain itu manfaat lain dari
termoelektrik sebagai mesin pendingin adalah dapa
mengurangi polusi udara. Hydrochlorofluorocarbons
(HCFCs) dan chlorofluorocarbons (CFC) dikenal sebagai
ozone depleting substances (ODSs), yaitu substansi yang
meyebabkan penipisan lapisan ozon merupakan zat yang
sudah lama dipakai dalam mesin pendingin. Namun, baru-
baru ini telah diterbitkan regulasi mengenai penggunaan
zat-zat tersebut dalam mesin pendingin, sehingga mesin
pendingin berteknologi termoelektrik menjadi solusi
cerdas dalam masalah ini. Dengan teknologi ini dapat
mengurangi penggunaan bahan kimia berbahaya seperti
itu dan mungkin akan berjalan lebih tenang (karena
mereka tidak memerlukan bising K o m pre s or). (Tellurex,
2008)
Keunggulan dari teknologi termoelektrik pada
mesin pendingin dari teknologi lainnya adalahi:
a) Pendingin Termoelektrik tidak memiliki bagian
yang bergerak, dan karena itu kebutuhan
pemeliharaan tidak terlalu penting.
b) Pengujian ketahanan telah menunjukkan kemampuan perangkat untuk thermoelectric melebihi 100.000 jam operasi yang stabil di berbagai negara.
c) Temperatur kontrol dari masing-masing bagian
dapat dijaga menggunakan perangkat
thermoelectric dan dukungan yang sesuai dari
circuit..
d) Fungsi dari Pendingin Termoelektrik dalam
9
lingkungan yang terlalu parah, terlalu sensitif,
atau terlalu kecil untuk pendinginan konvensional.
e) Pendingin Termoelektrik tidak bergantung pada posisi.
f) Arah panas pemompaan dalam sistem
thermoelectric sepenuhnya dapat dibatalkan. dengan
mengubah polaritas dari DC power supply menyebabkan
panas yang akan dipompa ke arah-yang dingin kemudian
dapat menjadi panas
3. Konverter Termionik
3.1. Prinsip Kerja Termionik
Pembangkit listrik dengan termionik adalah mengubah energi
panas menjadi energi listrik dengan menggunakan emisi termionik. Emisi
termionik adalah terlepasnya electron dari permukaan logam yang lebih
panas ke permukaan logam lainnya yang dipanasi bersama sama. Emosi
Termionik juga dikenal sebagai “Emisi Thermal Elektron”. Proses ini
sangat penting dalam pengoperasian berbagai perangkat elektronik
dan dapat digunakan untuk pe m bangk i t daya a tau pendinginan
keluaran energi
anoda (kolektor)
beban cairan
masukan energi
kotoda (emiter)
Gambar 3.2 skema dasar converter termionik
Elektron electron bebas dari emitter mempunyai energy yang
seimbang dengan level ferminya. Elektron elektron ini dapat
meninggalkan katoda, jumlah dari energy panas yang disuplai padanya
akan sama dengan fungsi kerja katoda Ø c. Elektron-elekron yang
diemisikan akan menuju ke arah kolektor (anoda), dengan kerugian
energy yang kecil. Pada anoda, elektron elektron yang diserap akan
membangkitkan energi Ø a dalam bentuk panas, hal ini menaikkan level
Fermi dari anoda, Karena Ø a < Ø c maka selisihnya (Ø c - Ø a) dapat
ditranformasikan menjadi energy listrik.
Bahan katoda hendaknya mempunyai kemampuan emisi yang
cukup pada suhu kerja, mempunyai konduktifitas listrik maupun
konduktifitas panas yang tinggi dan stabil terhadap pengaruh kimia.
Bahan yang relative memenuhi syarat di atas antara lain: W,Mo, dan Ta
yang permukaannya dilapisi Ce untuk menghindari penguapan dan
mendapatkan emisi yang lebih baik pada suhu sekitar 2000° C. Bahan
bahan lainnya adalah Barium Oksida, Uranium Karbida yang dicampur
dengan Stontium dan Calsium Oksida.
Bahan bahan yang digunakan sebagai anoda harus memenuhi
syarat: kemampuan emisi ternyata rendah, restistivitas rendah, sifat kimia
maupun mekanismenya baik. Bahan bahan yang digunakan untuk anoda
antara lain: Cu, Ni, Ag yang dilapisi Ce. ( Muhaimin, 1993).
3.2. Pemanfaatan Konverter Termionik
Pemanfaatan dari teknologi Termionik dapat dilihat pada diode,
pada pembangkit listrik tenaga nuklir untuk keperluan kapal ruang
angkasa, rektor spektrum termionik, dan lain-lain. Pemanfaatan
teknologi Termionik pada diode dapat dilihat pada Diode Termionik,
dimana diode ini dapat mengkonversi perbedaan yang panas ke tenaga
listrik secara langsung. Dan pada teknologi pembangkit listrik tenaga
nuklir untuk keperluan kapal ruang angkasa dapat dilihat pada
pemanfaatan dari panas yang terbuang dari pembangkit dengan
mengkonversinya menjadi listrik. (Wikipedia, 2009).
B. KONVERSI ENERGI KIMIA MENJADI LISTRIK
Batere dan sel bahan bakar adalah sistem dimana energi kimia yang disimpan dalam sistem diubah menjadi energi listrik secara langsung.
Batere dan sel bahan bakaroperasinya sangat mirip,sedang perbedaannya terletak pada bahan bakarnya,dimana batere mempunyai jumlah bahan bakar atau energi kimia yang tetap,sedang sel bahan bakar mempunyai bahan bakar yang terus – menerus diisikan.
Batere digunakan sebagai sistem penyimpan energi dan dapat dibagi menjadi dua kategori batere primer dan batere sekunder.Batere primer , seperti sel konvensional C dan D ,tidak dapat diisi kembali ,sedang batere sekunder seperti batere mobil dengan asam dan timah,dapat diisi berkali – kali.
Sel bahan bakar dan batere komposisinya sama,dimana keduanya terdiri dari dua elektroda yang dipisahkan oleh larutan elektrolit atau matriks.Dalam sel bahan bakar ,reaktan bahan bakar ,biasanya hydrogen atau karbon monoksida,diberikan ke salah satu elektroda yang berpori – pori dan oksigen atau udara dimsukkan ke dalam elektroda berpori yang lain.
Elektroda sel bahan bakar harus memenuhi tiga hal.Elektroda harus berpori – pori sehingga bahan bakar dan elektrolit dapat menembusnya untuk mendapatkan kontak yang cukup.Ukuran pori – pori elektroda sangat penting.Jika pori – pori terlalu besar, gas bahan bakar akan menggelembung dan hilang keluar.sedang,jika pori – pori terlalu kecil,akan terjadi kontak yang tidak cukup antara reaktan dan elektrolit sehingga kapasitas sel berkurang.Elektroda harus mengandung katalisator kimia untuk memecah ikatan bahan bakar menjadi atom sehingga dapat menjadi lebih reaktif.Katalisator paling populer yang digunakan sekarang ini adalah platina dan nikel yang disinter.akhirnya ,elektroda harus bias melewatkan electron ke terminal.
Larutan elektrolit harus mempunyai permeabilitas tinggi terhadap ion H+ atau OH- yang dihasilkan sebagai produk antara pada salah satu electrode.Ion yang sama
di transfer ke lain elektroda dan dikombinasikan dengan reaktan lain.Elektron berpindah melalui sirkuit luar ke elektroda yang lain,dimana produk oksidasi dibentuk.
Jika sel membakar oksigen dan hydrogen dan mempunyi elektrolit asam,ion antaranya ialah H+ dan reaksi umumnya sebagai berikut
Unjuk Kerja Sel Bahan Bakar
C. KONVERSI ENERGI ELEKTROMAGNETIK KE ENERGI LISTRIK
1. KONVERTER FOTOVOLTAIK
1.1. Pengertian
Energi elektromagnetik dapat diubah langsung menjadi energi listrik dalam sel fotovoltaik atau lebih umum disebut sel matahari.Seperti sel bahan bakar ,efisiensi maksimum konversi sistem ini tidak dibatasi oleh efisiensi suatu siklus mesin kalor dapat balik eksternal.skan tetapi konversi energi mataharike energi listrik dibatasi dengan efisiensi konversi yang relatif rendah.
Prinsip operasi sel fotovoltaic ditemukan oleh Adams dan Day pada tahun 1876 dengan menggunakan selenium . Pada tahun 1919, Coblenz menemukan bahwa voltase dibangkitkan antara daerah yang disinari dan daerah yang gelap pada suatu Kristal semi konduktor.Tetapi konversi fotoelektrik masihmerupakan peristiwa dalam laborat sampai pada tahun 1941 ketika Ohl menemukan efek fotovoltaic pada sambungan n – p pada dua semikonduktor.
Hal yang menarik dari sistem ini terutama adalah kemampuannya untuk mengubah energi elektromagnetik dari sinar matahari menjadi energi listrik secara langsung.Dengan menggunakan konstanta matahari 1395 W/m2 ,dapat dilihat bahwa temperatur radiasi efektif di permukaan matahri ialah sekitar 60000 K (108000
R).Menurut hukum perpindahan panas radiasi dari Wiens,energi radiasi matahari yang paling mungkin ialah sekitar 2,8eV.Meskipun energi ini sangat kecil dibanding dengan energi yang didapat dari reaksi nuklir,tetapi sudah lebih dari cukup untu mengupas elektrron valensi dari bermacam material.
1.2. Pemanfaatan Tenaga Surya dalam Menghasilkan Listrik
Listrik tenaga surya memanfaatkan sinar matahari sebagai
sumber penghasil listrik. Alat utama untuk menangkap, perubah dan
penghasil listrik adalah Photovoltaic atau yang disebut secara umum
Modul / Panel Solar Cell.Dengan alat tersebut sinar matahari dirubah
menjadi listrik melalui proses aliran-aliran elektron negatif dan positif
didalam cell modul tersebut karena perbedaan electron. Hasil dari
aliran elektron-elektron akan menjadi listrik DC yang dapat langsung
dimanfatkan untuk mengisi battery / aki sesuai tegangan dan ampere
yang diperlukan.
Rata-rata produk modul solar cell yang ada dipasaran
menghasilkan tegangan 12 s/d 18 VDC dan ampere antara 0.5 s/d 7
Ampere. Modul juga memiliki kapasitas beraneka ragam mulai
kapsitas 10 Watt Peak s/d 200 Watt Peak, juga memiliki type cell
monocrystal dan polycrystal. Komponen inti dari sistem PLTS ini
meliputi peralatan : Modul Solar Cell, Regulator / controller, Battery /
Aki, Inverter DC to AC, Beban / Load.
Instalasi, untuk memasang PLTS, sebenarnya tidak terlalu
susah.Komponen utama Solar Panel dipasang menghadap sinar
matahari dengan intensitas tinggi, selanjutnya hubungkan dengan
Battery untuk media penyimpan energi (arus DC), untuk pemakaian
arus AC kita bisa menghubungkan dengan DC to AC Converter dan
siap digunakan untuk keperluan rumah tangga (Lampu, TV, Kulkas,
dsb).
.
Panel Surya (Pembangkit Listrik Tenaga Surya)
Panel surya terdiri dari susunan sel surya yang dihubungkan
secara seri. Sel surya berfungsi mengubah cahaya matahari menjadi
energi listrik. Sel surya umumnya dibuat dari silikon yang
merupakan bahan semikonduktor. Daya yang dihasilkan sebuah
panel surya bergantung pada radiasi matahari yang diterima, luas
permukaan panel dan suhu panel. Daya yang dihasilkan semakin
besar jika radiasi dan luas permukaan lebih besar, sedang kenaikan
suhu mengakibatkan penurunan daya. Karena itu, pada saat
pemasangan panel perlu diperhatikan untuk menyediakan jarak
dengan atap agar udara dapat bersirkulasi di bawah panel (efek
pendinginan). Panel Surya type terbaru mempunyai daya 130
Wattpeak per m2 . Wattpeak menunjukkan daya maksimum yang
dihasilkan pada kondisi radiasi matahari 1000 W/m2 dan suhu panel
25oC. Panel surya diproduksi dalam berbagai ukuran (daya
terpasang). Konstruksi panel surya terdiri dari susunan sel surya,
tutup kaca, bingkai Alumunium khusus dan soket. Panel surya
memiliki usia yang relatif panjang yaitu minimal 20 tahun, dan
umumnya suplier panel surya memberi garansi out put power hingga
10-25 tahun.
Beberapa hal yang perlu diingat pada saat pemasangan panel surya
adalah:
1. Panel ditempatkan di bagian atap yang tidak terkena bayangan
pohon atau benda lain.
2. Atap cukup kuat menahan beban panel dan angin
3. Penempatan panel memungkinkan pembersihan dan perbaikan.
4. Tersedia jarak dengan atap untuk sirkulasi udara di bawah panel
surya
1.3.Jenis - jenis panel surya:
Monokristal (Mono-crystalline)
Merupakan panel yang paling efisien yang dihasilkan dengan teknologi
terkini & menghasilkan daya listrik persatuan luas yang paling tinggi.
Monokristal dirancang untuk penggunaan yang memerlukan konsumsi listrik
besar pada tempat-tempat yang beriklim ekstrim dan dengan kondisi alam
yang sangat ganas. 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.
Polikristal (Poly-crystalline)
Merupakan panel surya yang memiliki susunan kristal acak karena
dipabrikasi dengan proses pengecoran. Type ini memerlukan luas
permukaan yang lebih besar dibandingkan dengan jenis monokristal untuk
menghasilkan daya listrik yang sama. Panel suraya jenis ini memiliki
efisiensi lebih rendah dibandingkan type monokristal, sehingga memiliki
harga yang cenderung lebih rendah.
Thin Film Photovoltaic
Merupakan panel surya (dua lapisan) dengan struktur lapisan tipis
mikrokristal-silicon dan amorphous dengan efisiensi modul hingga 8.5%
sehingga untuk luas permukaan yang diperlukan per watt daya yang
dihasilkan lebih besar daripada monokristal & polykristal. Inovasi terbaru
adalah Thin Film Triple Junction PV (dengan tiga lapisan) dapat berfungsi
sangat efisien dalam udara yang sangat berawan dan dapat menghasilkan
daya listrik sampai 45% lebih tinggi dari panel jenis lain dengan daya yang
ditera setara.
1.4. Prinsip Panel Surya
Prinsip dari Panel surya ialah mengubah intensitas cahaya matahari
menjadi energi listrik yang dapat digunakan untuk menjalankan peralatan
elektronik. Panel surya/modul surya merupakan suatu paket yang terdiri dari
sel-sel yang disusun secara horizontal dan dilapisi oleh kaca sehingga dapat
di pasang menghadap matahari. Sebuah modul diklasifikasikan berdasarkan
daya maksimumnya. Sel-sel itu terbuat dari kristal silikon yang
dikembangkan dalam bentuk ingot. Dalam potongan tipis yang
disambungkan melalui elektroda untuk membentuk sel.
1.5. Keuntungan Panel Surya
PLTS mampu menyuplai listrik untuk lokasi yang belum dijangkau jaringan
listrik PLN, dimana keuntungan panel surya adalah sebgaai berikut:
1. Potensi pemanfaatan energi surya tersebar secara merata sehingga dapat
digunakan untuk daerah yang terpencil
2. Listrik surya merupakan solusi yang cepat, karena proses instalasi yang
relatif cepat untuk menghasilkan listrik penerangan dll.
3. Tenaga Surya merupakan energi yang sangat bersih, karena sifatnya
secara fisika dapat Meng-absorbsi UV radiasi (dari matahari), tidak
menghasilkan emisi sedikitpun, tidak menimbulkan suara berisik dan tidak
memerlukan bahan bakar yang perlu dibeli setiap harinya.
4. Sistem tenaga Surya sudah terbukti handal lebih dari 50 tahun mendukung
program luar angkasa, dimana tidak ada sumber energi lain, tidak juga juga
nuklir, yang mampu bertahan dalam keadaan extrim di luar angkasa.
5. Panel Surya merupakan salah satu alat yang dapat memanfaatkan potensi
energi radiasi matahari sebesar 4,8 Kwh/ m2 / hari (* Data BPPT tahun
2005) yang merupakan potensial daya yang cukup besar dan belum
maksimal dimanfaatkan di Indonesia.
6. Panel Surya mempunyai kesan modern dan futuristik, tetapi juga
mempunyai kesan peduli lingkungan dan bersih. Sangat cocok untuk dunia
arsitektur modern yang memadukan unsur-unsur penting tersebut.
D. KONVERSI ENERGI NUKLIR MENJADI LISTRIK
Tidak terdapat konverter skala besar yang mengubah energi nuklir langsung
menjadi energi listrik.Batere nuklir,yang ditunjukkan secara skematis
terdiri dari elektroda dalam yang dilapisi dengan lapisan tipis radioisotope yang
memancarkan sinar alfa atau beta.lebih dari separuh partikel alfa atau electron yang
dipancarkan oleh radioisotope bergerk lewat celah vakum dan diserap oleh rumah
luar yang berfungsi sebagai elektrod yang lain.sistem ini menghasilkan voltase yang
sangat tinggi dalam satuan kilovolt,tetapi arus biasanya hanya beberapa mikro –
mikro ampere sehingga sistem ini mempunyai daya yang sanga rendah.keluran daya
sistem ini ,seperti radioisotop,berkurang secara eksponensial menuru waktu kecuali
jika produk yang diturunkan juga radioaktif.
Listrik juga mungkin diproduksi langsung dari reaksi fusi dengan
menggunakan interaksi antara plasma dan sistem penahanan medn magnet.Ini bisa
dilaksanakan untuk mesin – mesin kaca (mirror machines).
E. KONVERSI ENERGI MEKANIK MENJADI LISTRIK
1. Generator Listrik dan lternator
Hampir semua alat yag mengubah energi mekanis menjadi energi
listrikmenggantungkan diri pada efek Faraday untuk prinsip
operasinya.Menurut efek Faraday,suatu gradient voltase ditimbulkan
dalam konduktor listrik yang dikenakan gaya tegak lurus terhadap suatu
medan magnit.
Hampir semua energi listrik yang dihasilkan di dunia,diproduksi
dengan generator listrik atau alternator.Sistem ini mengikuti hukum dasar
yang sama dengan motor listrik.biasanya mempunyai efisiensi konversi
antara 50% untuk rrator kecil sampai 90% lebih untuk alternator
komersial yang besar.Jika suatu koil diputar diantara kutub – kutub suatu
electromagnet atau magnet permanen,keluaran rotor bias berbentuk arus
bolak – balik atau arus searah,tergantung dari apakah slip ring (ac) atau
komutator(dc) yang dipakai.Keluaran arus ac dapat diubah menjadi arus
dc dengan menggunakan rectifier,seperti pada alternator mobil-mobil
konvensional.
2. Konverter Dinamika Fluida
Sistem konversi dinamika fluida mengubah energi kinetic atau energi
potensial suatu fluida langsung menjadi energilistrik.
Generator magnetohidrodinamika
Generator magnetohidrodinamika tergantung dari efek Faraday untuk
modus operasinya,sebagaimana generator mekanis-elektris
konvensional.Dalam sistem MHD ,fluida yang bias menghantar listrik
ditekan lewat suatu medan magnit yang tegak lurus pada kecepatan tinggi.
DAFTAR PUSTAKA
Mostavan,Aman.1999.Konversi Energi.Bandung : ITB
Sitompul,Darwin.1991.Prinsip – Prinsip Konversi Energi.Jakarta : Erlangga
http://www.wikipedia.com
http://www.elektro.com
http://www.mynice.com