solar cell murhy

Laporan Laboratorium Energi Alternatif

PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA(PLTS)

Oleh :

KELOMPOK II

Muh. Ridwan hidayat

442 08 016

IV D-4 ENERGI

PROGRAM STUDI D4 TEKNIK PEMBANGKIT ENERGI

JURUSAN TEKNIK MESIN

POLITEKNIK NEGERI UJUNG PANDANG

MAKASSAR

2012

Laboratorium Energi Alternatif 442 08 016

PERCOBAAN 4

PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA (PLTS)

A. TUJUAN PERCOBAAN

1. Umum

Mengenal dan memahami perangkat pengujian sel surya.

Memahami fungsi sel surya sebagai alat pengkonversi energi surya

menjadi energi listrik.

2. Khusus

Dapat menghitung efesiensi (performance) sistem sel surya tanpa beban,

tegangan.

Dapat menentukan karakteristik sistem sel surya dengan perlakuan

terhadap variasi intensitas radiasi matahari.

B. TEORI DASAR

Energi matahari dapat dikonversi ke energi listrik secara langsung dengan

menggunakan sel fotovoltaik.

Gambar 4.1 Solar sell dihubung ke suatu beban

Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) 2


Dengan demikian alat ini merupakan suatu alat pembangkit listrik kecil

yang energinya diperoleh dari cahaya matahari.

1. Karakteristik Sel Fotovoltaik

Dalam hal ini kita akan melihat secara mendetail karakteristik listrik

sebuah solar sel dengan kondisi beban yang digunakan serta output yang

dihasilkan dengan jumlah cahaya yang menerpa luasan sel fotovoltaik tersebut.

Adapun parameter-parameter output tersebut:

1.1 Tegangan versus Arus

Jika kita menggunakan suatu sumber energi listrik, maka perlu diketahui

sifat-sifat tegangan dan arus terhadap perubahan beban. Untuk mengetahui

karakteristik tegangan versus arus maka solar sel dirangkai seperti pada gambar

dibawah ini.

Gambar 4.2 Contoh salah satu rangkaian tegangan versus arus

Dengan memberikan penyinaran yang kira-kira sama dengan nilai

intensitas radiasi sinar matahari maksimum diatas permukaan bumi (100/cm2).



Dengan demikian dapat diperoleh kurva seperti berikut ini:

Tegangan (V)

Gambar 4.3 Kurva tegangan versus arus solar cell

Pada kurva tersebut di atas dapat dilihat bahwa tegangan turun sangat

lamban, akan tetapi arusnya bertambah cepat, ini berlanjut sampai mencapai titik

B kurva yang sering disebut titik lutut kurva. Jika dilanjutkan akan menurunkan

resistansi beban, maka tegangan akan semakin turun, tetapi kuat arus akan

hampir konstan pada waktu resistansi beban mencapai 0, tegangan juga akan 0.

1.2 Daya

Setelah dibahas karakteristik sel fotovoltaik, maka sel fotovoltaik ini akan

dikondisikan dimana sel dapat memberikan daya yang maksimum kepada beban.

Sebuah sel fotovoltaik hanya mampu menghasilkan daya listrik yang

kecil, untuk keperluan aplikasi, maka harus disesuaikan dengan daya yang harus

diperoleh dari sel fotovoltaik yang tidak dapat diatur daya keluarannya.

Daya adalah hasil kali antara tegangan dengan arus agar daya sel yang

diberikan terhadap beban besar maka tegangan dan arus yang timbul nilainya

harus maksimum maka dapat dilihat bahwa daya yang diberikan pada beban akan

maksimum apabila dioperasikan pada titik lutunya (pada titik B) dari tegangan



dan arus. Sebelum menentukan efesiensi dari pada solar sel maka dicari dengan

menggunakan metode sebagai berikut :

Pin = G . A (watt)

Dimana : Pin = Daya input sel fotovoltaik (watt)

G = Intensitas radiasi matahari (watt/m2)

A = Luasan sel fotovoltaik (m2)

Pout = V . I (watt)

Dimana : Pout = Daya output sel fotovoltaik (watt)

V = Tegangan output sel fotovoltaik (volt)

I = Arus output sel fotovoltaik (ampere)

1.3 Intensitas Radiasi Matahari

Dalam melakukan pengoperasian sel fotovoltaik tak selamanya berlaku

ideal, disebabkan karena intensitas radiasi matahari yang diterima oleh sel

fotovoltaik sehingga demikian kita harus mengetahui karakteristik output sel

terhadap intensitas radiasi mataharinya yang berbeda-beda.

Gambar 4.4 Sel fotovoltaik terhadap intensitas

Gambar memperlihatkan daya output sel fotovoltaik terhadap intensitas

radiasi matahari yang berbeda-beda. Pada sebelah kiri lutut kurva tersebut hampir

sama dengan kurva di atasnya, karena daya output sebanding dengan arusnya.



Oleh karena itu kurva-kurva mempunyai bentuk yang mirip kecuali pada

intensitas matahari yang rendah sekali.

1.4 Efesiensi Konversi Sel Fotovoltaik

Efesiensi yang diperoleh dari praktek akan bergantung dari proses dan

bahan pembuatannya. Efesiensi sel fotovoltaik didefenisikan sebagai hasil

perbandingan antara daya output dan daya input serta radiasi matahari yang

mengenai sel. Berikut ini adalah persamaan yang digunakan secara matematik.

= x 100 %

Dimana : = Efesiensi (%)

Pin= Daya input sel fotovoltaik (watt)

Pout = Daya output sel fotovoltaik (watt)

Sel fotovoltaik (solar sel) merupakan suatu alat yang dapat mengkonversi

energi listrik arus searah, solar sel ini terbuat dari bahan semikonduktor, antara

lain silikon dan germanium yang mana bersifat sebagai konduktor yang baik

serta isolasi yang baik.

Bila cahaya matahari yang berupa energi foton datang mengenai sisi

permukaan lebih besar dari pada energi celah atau gap yang memisahkan pita

valensi dan pita konduksi melalui junction P-N, maka hole yang berada pada

sistem tipe P bergerak ke sisi tipe N. Jika energi foton yang diterima dan diserap

cukup besar maka hole akan tertahan di sisi tipe N, sehingga mengakibatkan

perbedaan tegangan antara kedua sisi tersebut (sisi tipe P dan sisi tipe N). Bila

sisi P dan N dari semikonduktor dihubungkan dengan suatu beban tersebut

sehingga dengan demikian diperoleh energi listrik.



C. ALAT DAN BAHAN

1. Panel sel fotovoltaik

2. Pyranometer

3. Voltmeter

4. Amperemeter

5. Tahanan geser

6. Kabel

D. PERANGKAT (KOMPONEN) SISTEM SEL SURYA

1. Solar Cell

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.

Gambar 4.5 Skema PLTS Sederhana



Spesifikasi :

Merk : Solarindo (Indonesia) dan Renewable Energy Sources (belanda)

Dimensi : (Solarindo : P=102,5 cm, L=40cm = 0,41 m2) dan (R&S : P=93 cm,

L=41cm = 0,381 m2).

Nominal Peak Power : 40 W

Open-Circuit Voltage : 20,3 V

Short-Circuit Current : 2,7 A

Voltage of Max. Peak Power : 16 V

Current of 14 Volt : 2,6 A

2. Pyranometer

Pyranometer merupakan alat pengukur intensitas cahaya matahari,

cara penggunannya sensor dihadapkan ke arah matahari, setelah itu akan

terbaca nilai digital pada layar lcd pyranometer.

Gambar 4.6 Pyranometer dan sensornya.



E. DIAGRAM RANGKAIAN

Gambar 4.5 Diagram rangkaian percobaan

F. LANGKAH KERJA

1. Menyediakan dan memeriksa semua peralatan yang digunakan

2. Membuat rangkaian percobaan seperti diagram rangkaian.

3. Mencatat besarnya intensitas matahari yang mengenai panel.

4. Mengukur besar tegangan dan arus.



G. HASIL PERCOBAAN

1. Percobaan Tanpa beban 1.1 Solar Cell Merk Solarindo

Tabel 4.1 Hasil Percobaan Solar Cell Tanpa Beban

No Waktu V (V) I (A) Ir (W/m2) Keterangan

12345678910

1.2 Solar Cell Merk R&S

Tabel 4.2 Hasil Percobaan Solar Cell Tanpa Beban


123456789



2. Percobaan Berbeban2.1. Solar Cell Merk Solarindo

Tabel 4.3 Hasil Percobaan Solar Cell Berbeban


12345678910

2.2. Solar Cell Merk R&S

Tabel 4.4 Hasil Percobaan Solar Cell Berbeban


12345678910



2.3. Solar Cell Merek R&S dan Solarindo Terhubung Seri

Tabel 4.5 Hasil Percobaan Solar Cell Berbeban Terhubung Seri


12345678910

2.4. Solar Cell Merek R&S dan Solarindo Terhubung Paralel

Tabel 4.6 Hasil Percobaan Solar Cell Berbeban Terhubung Paralel


12345678910

Catatan : Dimensi Solar Cell Solarindo, Panel 1 (P=102,5 cm, L=40cm) Dimensi Solar Cell R&S, Panel 2 (P=93 cm, L=41cm)



1. Percobaan Berbeban

2.1. Solar Cell Merk Solarindo

Grafik 4.3 Hubungan antara waktu terhadap intensitas radiasi matahari

(Irad) dengan.

Grafik 4.4 Hubungan antara waktu terhadap daya input (Pin) dan daya output (Pout).


Day

a O

utp

ut,

Pou

t [W

att]


Grafik 4.5 Hubungan antara waktu terhadap efisiensi sistem (ηsis).

2.2. Solar Cell Merk R&S

Grafik 4.6 Hubungan antara waktu terhadap intensitas radiasi matahari (Irad).



Grafik 4.7 Hubungan antara Daya Input (Pin) dan Daya Output (Pout) terhadap Waktu.

Grafik 4.8 Hubungan antara waktu terhadap efisiensi sistem (ηsis)


Day

a O

utp

ut,

Pou

t [W

att]


2. Solar Cell Merk R&S dan Solarindo terhubung Seri

Grafik 4.9 Hubungan antara waktu terhadap intensitas radiasi matahari(Irad).

Grafik 4.10 Hubungan antara waktu terhadap daya input (pin) dan daya

output (pout).


Day

a O

utp

ut,

Pou

t [W

att]



3. Solar Cell Merek R&S dan Solarindo Terhubung Paralel

Grafik 4.12 Hubungan antara waktu terhadap intensitas radiasi matahari (Irad).



Grafik 4.13 Hubungan antara waktu terhadap daya input (pin) dan daya output (pout).



Day

a O

utp

ut,

Pou

t [W

att]

solar cell murhy

Documents