LAPORAN PRAKTIKUMENERGI ALTERNATIF

KONVERSI ENERGI MATAHARI MENJADI LISTRIK

Oleh:Yudya Cadita Rokhman

NIM A1H011016

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAANUNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN

FAKULTAS PERTANIANPURWOKERTO

2014

1. Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)

Sejarah PLTS tidak terlepas dari penemuan teknologi sel surya berbasis

silikon pada tahun 1941. Ketika itu Russell Ohl dari Bell Laboratory mengamati

silikon polikristalin akan membentuk buit in junction, karena adanya efek

segregasi pengotor yang terdapat pada leburan silikon. Jika berkas foton mengenai

salah satu sisi junction, maka akan terbentuk beda potensial di antara junction,

dimana elektron dapat mengalir bebas. Sejak itu penelitian untuk meningkatkan

efisiensi konversi energi foton menjadi energi listrik semakin intensif dilakukan.

Berbagai tipe sel surya dengan beraneka bahan dan konfigurasi geometri pun

berhasil dibuat.

Pembangkitan energi listrik pada sel surya terjadi berdasarkan efek

fotolistrik, atau disebut juga efek fotovoltaik, yaitu efek yang terjadi akibat foton

dengan panjang gelombang tertentu yang jika energinya lebih besar daripada

energi ambang semikonduktor, maka akan diserap oleh elektron sehingga elektron

berpindah dari pita valensi (N) menuju pita konduksi (P) dan meninggalkan

holepada pita valensi, selanjutnya dua buah muatan, yaitu pasangan elektron-hole,

dibangkitkan. Aliran elektron-hole yang terjadi apabila dihubungkan ke beban

listrik melalui penghantar akan menghasilkan arus listrik.

2. Prinsip Kerja Sel Surya

Sel surya adalah dioda semikonduktor yang dapat mengubah cahaya

menjadi listrik dan merupakan komponen utama dalam sistem PLTS.

Komponen-komponen dalam sistem PLTS adalah modul-modul sel surya,

Balance of System (BOS) berupa inverter dan kontroller. PLTS sering dilengkapi

dengan batere sebagai penyimpan daya, sehingga PLTS dapat tetap memasok

daya listrik ketika tidak ada cahaya matahari.

Tipe Sel Surya

Ditinjau dari konsep struktur kristal bahannya, terdapat tiga tipe utama sel

surya, yaitu sel surya berbahan dasar monokristalin, poli (multi) kristalin, dan

amorf. Ketiga tipe ini telah dikembangkan dengan berbagai macam variasi bahan,

misalnya silikon, CIGS, dan CdTe.

Berdasarkan kronologis perkembangannya, sel surya dibedakan menjadi

sel surya generasi pertama, kedua, dan ketiga. Generasi pertama dicirikan dengan

pemanfaatan wafer silikon sebagai struktur dasar sel surya; generasi kedua

memanfaatkan teknologi deposisi bahan untuk menghasilkan lapisan tipis (thin

film) yang dapat berperilaku sebagai sel surya; dan generasi ketiga dicirikan oleh

pemanfaatan teknologi bandgap engineering untuk menghasilkan sel surya

berefisiensi tinggi dengan konsep tandem atau multiple stackes.

Kebanyakan sel surya yang diproduksi adalah sel surya generasi pertama,

yakni sekitar 90% (2008). Di masa depan, generasi kedua akan makin populer,

dan kelak akan mendapatkan pangsa pasar yang makin besar. European

Photovoltaic Industry Association (EPIA) memperkirakan pangsa pasar thin film

akan mencapai 20% pada tahun 2010. Sel surya generasi ketiga hingga saat ini

masih dalam tahap riset dan pengembangan, belum mampu bersaing dalam skala

komersial.

3. Mengolah Matahari Jadi Listrik

Gambar 1. Solar House yang atapnya dapat menampung sinar matahari yang bisa

dimanfaatkan untuk berbagai keperluan.

Sinar matahari mengandung banyak unsur. Salah satu unsurnya adalah

photon . Photon inilah yang membantu menghasilkan energi listrik. Photon yang

jatuh bersama unsur-unsur matahari lainnya ditampung oleh alat yang disebut

panel surya. Jika sinar cukup kuat, photon dapat diserap sel surya dengan baik.

Photon diserap ke dalam lapisan sel surya hingga menabrak elektron yang

berada dalam panel surya. Ketika ditabrak, elektron pun lepas dari tempatnya.

Elektron yang lepas itu bergerak menjadi arus listrik.

Gambar 2. Photon jatuh dan diserap sel surya. Photon menabrak elektron hingga

lepas.

Arus listrik yang terjadi dengan cara seperti ini disebut arus langsung.

Arus langsung yang dihasilkan sel surya tidak dapat langsung digunakan untuk

peralatan rumah tangga. Arus langsung ini harus diubah menjadi arus bolak-balik.

Gambar 3. Parking meter yang dapat menyerap sinar matahari.

Ada alat khusus untuk mengubah arus ini, disebut inverter (pembalik).

Pembalik arus mengirimkan listrik ke jaringan listrik di rumah. Dari sana, listrik

dapat disalurkan ke alat-alat rumah tangga seperti kulkas, mesin cuci, pompa air,

dan lainnya.

Mengenal Panel Surya

Panel surya adalah lempeng penampung sinar matahari. Ini adalah bagian

terpenting dari pembangkit listrik tenaga surya. Panel ini terdiri dari bagian-

bagian kecil yang disebut sel surya.

Sel-sel surya ini besarnya seukuran telapak tangan orang dewasa. Biasanya

berbentuk segi delapan. Warnanya hitam kebiruan.

Gambar 4. Sel-sel surya.

Fungsi sel surya menyerupai baterai, yakni untuk menghasilkan listrik.

Bedanya, baterai menghasilkan energi melalui proses kimia. Sedangkan sel surya

menghasilkan energi dengan mengolah sinar matahari yang diserap.

Tiap sel menghasilkan sedikit arus listrik. Karena sekian banyak sel

digabung menjadi satu panel, maka listrik yang dihasilkannya menjadi besar. Sel-

sel surya ini dibuat dari silikon, yakni bahan kimia yang mudah ditemukan di

tanah. 

Gambar 5. Pembangkit Listrik Masa Depan.

Pembangkit Listrik Masa Depan 

Panel surya mampu beroperasi dengan baik di hampir seluruh belahan

Bumi yang tersinari matahari. Panel surya dapat digunakan tanpa mengakibatkan

polusi, baik polusi udara maupun suara. Dapat juga digunakan dalam segala

cuaca. Panel surya juga telah lama dipakai untuk memberi tenaga bagi semua

satelit yang mengorbit Bumi nyaris selama 30 tahun. Rasanya, panel surya

memang akan dapat menjadi pembangkit listrik masa depan. (Joko/Bobo).