Nama: Dhira Gunawan P.NRP: 2411100034Kelas : CTugas Rekayasa TermalSolar Cell (Panel Surya)

A. Prinsip kerjaDalam cahaya matahari terkandung energi dalam bentuk foton. Ketika foton ini mengenai permukaan sel surya, electron-elektronnya akan tereksitasi dan menimbulkan aliran listrik. Prinsip ini dikenal sebagai prinsip photoelectric. Sel surya dapat tereksitasi karena terbuat dari material semikonduktor yang mengandung unsur silikon. Silikon ini terdiri atas dua jenis lapisan sensitive: lapisan negative (tipe-n) dan lapisan positif (tipe-p).Sel surya terbuat dari bahan yang mudah pecah dan berkarat jika terkena air. Karena itu sel ini dibuat dalam bentuk panel-panel ukuran tertentu yang dilapisi plastic atau kaca bening yang kedap air. Panel ini dikenal sebagai panel surya.Listrik yang dihasilkan oleh panel surya dapat langsung digunakan atau disimpan lebih dahulu ke dalam baterei kering. Arus listrik yang dihasilkan adalah listrik dengan arus searah (DC) sebesar 3.5 A. Besar tegangan yang dihasilkan adalah 0.4-0.5V. Kita dapat mendesain rangkaian panel-panel surya, secara seri atau paralel, untuk memperoleh output tegangan dan arus yang diinginkan. Untuk memperoleh arus bolak balik (AC) diperlukan alat tambahan yang disebut inverter.

B. Variabel fisis yang menentukan kinerjanyaDaya yang dihasilkan oleh panel surya maksimum diukur dengan besaran Wattpeak (Wp), yang konversinya terhadap Watthour (Wh) tergantung intensitas cahaya matahari yang mengenai permukaan panel. Selanjutnya daya yang dikeluarkan oleh panel surya adalah daya panel dikalikan lama penyinaran.Misalnya sebuah panel surya berkapasitas 50 Wp disinari matahari dengan intensitas maksimum selama 8 jam maka daya yang dihasilkan adalah 50 kali 8 Wh atau 400 Wh. Daya sebanyak ini dapat digunakan untuk menyalakan 4 buah lampu 25 Watt selama 4 jam atau sebuah televisi hitam putih 40 Watt selama 10 jam.Di Indonesia, daya (Wh) yang dihasilkan perhari biasanya sekitar 3-5 kali daya panel maksimum (Wp), 3 kali untuk cuaca mendung, dan 5 kali untuk kondisi panas terik. Misalnya untuk sebuah panel surya berdaya maksimum 50 Wp, daya yang dihasilkan pada cuaca mendung perhari adalah 3 kali 50 Wp atau 150 Wp, dan pada cuaca cerah adalah 5 kali 50 Wp atau 250 Wp.Panel-panel surya dapat disusun secara seri atau paralel. Rangkaian paralel digunakan pada panel panel dengan tegangan output yang sama untuk memperoleh penjumlahan arus keluaran. Tegangan yang lebih tinggi diperoleh dengan merangkai panel-panel dengan arus keluaran yang sama secara seri. Misalnya untuk memperoleh keluaran sebesar 12 Volt dan arus 12 A, kita dapat merangkai 4 buah panel masing-masing dengan keluaran 12 Volt dan 3 A secara paralel. Sementara kalau keempat panel tersebut dirangkai secara seri akan diperoleh keluaran tegangan sebesar 48 Volt dan arus 3 A.

C. Cara meningkatkan kinerja (efisiensi) Panel SuryaDay4 Energy, perusahaan di Burnaby, British Columbia, telah menemukan cara untuk memangkas harga listrik yang berasal dari energi surya sebesar 25% dengan melakukan perubahan cara pembuatan panel surya.Perusahaan tersebut membuat sebuah elektroda baru, yang jika dibuat bersama-sama dengan struktur sel surya yang telah didesain ulang, akan meningkatkan kemampuan panel surya dalam menyerap cahaya matahari dan bisa bekerja pada tegangan yang lebih tinggi. Jika hal terebut bisa tercapai, maka efisiensi panel surya yang terbuat dari silikon multikristalin dengan standar industri sebesar 14%, meningkat mendekati 17%. Dengan efisiensi yang lebih tinggi, panel surya yang diproduksi oleh Day4 Energy tersebut menghasilkan energi listrik lebih banyak dibanding panel surya konvensional dengan biaya produksi yang sama.Menurut George Rubin, presdir Day4 Energy, harga per watt dari teknologi yang dikembangkannya sebesar US$3, lebih murah dibandingkan dengan sel surya konvensional yang mencapai US$4. Artinya, harga listrik yang dihasilkan adalah sebesar 20 sen per kWh, lebih murah dari harga saat ini yang mencapai 25 sen per kWh.Pada teknologi panel surya konvensional, silikon yang bertugas mengubah sinar matahari menjadi listrik ditutupi dengan jaringan garis-garis perak yang mengalirkan electron dan berfungsi sebagai titik penghubung dalam melakukan soldering antara sel-sel surya guna membentuk panel surya. Jaringan tersebut terhubung dengan kawat yang lebih tebal yang disebut dengan bus bar.Sel surya yang ada saat ini terdiri dari dua lapisan silikon. Agar sinar matahari bisa diubah menjadi listrik, maka sinar tersebut harus menembus lapisan pertama dan mencapai laisan kedua. Semakin tipis lapisan pertama, maka semakin banyak sinar matahari diubah menjadi listrik. Sebuah sel surya harus mempunyai ketebalan yang cukup sehingga garis-garis perak yang berfungsi sebagai konduktor tidak mengakibatkan hubungan pendek antar lapisan.Teknologi yang dikembangkan Day4 Energy menggantikan bus barter tersebut dengan sebuah electrode baru yang terdiri dari sebaris kawat-kawat tembaga berkualitas tinggi dan dilapisi denga logam campuran. Penggunaan kawat-kawat tembaga tersebut mengurangi hilangnya daya yang dihasilkan serta memberikan banyak ruang bagi silikon untuk menangkap sinar matahari. Selain itu ketebalan sel surya dengan menggunakan teknologi Day4 Energy juga mempunyai ketebalan yang jauh lebih tipis sehingga banyaknya sinar matahari yang idterima sel surya juga semakin meningkat.