Photovoltaic

Kode Mata Kuliah

:

Semester : 5

SKS : 2

Prasyarat : Energi terbarukan

Tujuan : Mahasiswa memahami material photovoltaic, prinsip kerja solar cell serta

parameternya (kurva I-V, Isc, Voc, fill factor, efisiensi), efek temperatur, desain dan

struktur solar cell, modul dan array termasuk efek dari interkoneksi modul.

Pokok Bahasan : PN Junction termasuk material semikonduktor, penyerapan cahaya, koefisien

penyerapan, kedalaman peyerapan, persamaan diode untuk PV; Solar cell meliputi

struktur, proses terjadinya arus oleh radiasi matahari, efek photovoltaik, parameter

solar cell serta yang mempengaruhi; Prinsip desain solar cell dengan

mempertimbangkan optical properties, losses arus dan tegangan; Modul dan arrays,

efek temperatur dan interkoneksi modul, pengujian.

Kepustakaan :

1. Aldo Dieira da Rosa, Fundamental of Renewable Energy Process, Elseivier, 2009

2. J.P. Dunlop, Photovoltaic Systems, Second Edition, American Technical Publishers,

2010

3. Christiana Honsberg & Stuart Bowden, Photovoltaics: Devices, Systems and

Applications, 1998

4. V. Quasschning, Understanding Renewable Energy Systems, London Sterling

Erthscan, 2005

5. Konrad Mertens, Photovoltaics: Fundamentals, Technology and Practice, 2014

6. James P. Dunlop, Photovoltaic Systems, 2012

7. Heinrich Haberlin, Photovoltaics System Design and Practice, 2012

30% •TUGAS DAN KEAKTIFAN

30% •UJIAN TENGAH SEMESTER (UTS)

40% •UJIAN AKHIR SEMESTER (UAS)

KEBUTUHAN ENERGI DUNIA

EMISI CO2 DARI BEBERAPA NEGARA

SUMBER : Olivier, et al., 2014

SUMBER DAYA ENERGI BARU TERBARUKAN

POTENSI ENERGI MATAHARI DI INDONESIA

4,8 kWh/m2

6° LS

11° LU

112.000 GWp

PHOTOVOLTAIC (PV)

• Berasal dari kata Yunani : phós, photós (cahaya) dan Volt

• Volt adalah nama fisikawan Italia Alessandro Volta (1745-1825) pelopor dalam studi lstrik

• Kata photovoltaic : light battery (baterai cahaya) atau light source (sumber cahaya)

• Kata photovoltaics : konversi langsung sinar matahari menjadi energi listrik. (Sel Surya)

SEJARAH PHOTOVOLTAIC • Efek photovoltaic pertama kali berhasil diidentifikasi oleh

seorang ahli Fisika berkebangsaan Prancis Alexandre Edmond Becquerel pada tahun 1839.

• Baru pada tahun 1873, William Grylls Adams bersama muridnya, Richard Evans Day menemukan bahwa material padat selenium dapat menghasilkan listrik ketika terkena paparan sinar.

• Era sel surya modern baru dimulai setelah penemuan fenomena photovoltaik pertama pada tahun 1954, yakni ketika tiga peneliti Bell Laboratories di Amerika Serikat Daryl Chapin, Calvin Fuller dan Gerald Pearson mengembangkan sel surya silikon pertama dengan seluas 2 cm2 dan efisiensi hingga 6% dan disajikan ke publik pada 25 April 1954

Solar cells dan Solar Modules

Tegangannya : 0.5 – 1 V Arus : 0 – 10 A

MODUL SURYA

Modul surya biasanya terdiri dari 28-36 sel surya yang dirangkai seri untuk memperbesar total daya output. (Gambar :”The Physics of Solar Cell”, Jenny Nelson)

Rangkaian Seri dan Paralel Modul Surya

SERI PARALEL

Skema Rangkaian

Sumber : http://sanfordlegenda.blogspot.co.id/2013/09/Listrik-gratis-dari-sinar-matahari.html

Strurtur Grid Photovoltaic

STANDAR TES KONDISI MODUL SURYA

• Pengukuran Daya modul surya diukur pada Standard-Test-Conditions (STC) :

1. Radiasi penuh Surya (kekuatan radiasi E = ESTC = 1000 W / m2)

2. Suhu dari modul surya: TModul = 25°C

3. Standard Spektrum cahaya = AM 1.5

• Satuan Daya Modul Surya : Wp (Watt peak)

PERKEMBANGAN KAPASITAS PHOTOVOLTAIK TERPASANG DI BERBAGAI

NEGARA