Apa yang dimaksud sel surya dan panel surya?

Posted On: Agustus 31, 2020

Saat ini pemanfaatan tenaga surya sebagai energi alternatif cukup digemari masyarakat. Solar cell atau disebut juga sebagai sel surya merupakan sebuah alat yang berguna untuk mengubah energi yang berasal dari cahaya matahari menjadi listrik yang menggunakan prinsip dari efek photovoltaic. Apa sebenarnya efek photovoltaic? Jadi, efek photovoltaic merupakan suatu fenomena yang terjadi akibat adanya tegangan listrik karena hubungan antara dua elektroda dengan sistem padatan atau cairan saat mendapatkan energi cahaya. Berdasarkan cara kerja sel surya maka banyak orang yang menyebut solar cell sebagai efek photovoltaic.

Bagaimana Prinsip dan Cara Kerja Solar Cell?

Pancaran sinar matahari terdiri atas partikel – partikel yang sangat kecil dan sering disebut sebagai foton. Foton ini nantinya akan menghantam bagian atom yang terdiri atas silikon semikonduktor sel surya. Ledakan yang terjadi akibat hantaman foton tersebut akan menimbulkan energi yang sangat besar dan mampu memisahkan elektron dari struktur – struktur atom penyusunnya. Elektron yang terpisah akibat proses ledakan akan berubah menjadi dua muatan yakni elektron dengan muatan negatif dan elektron dengan muatan positif. Sebenarnya apa saja perbedaan elektron bermuatan negatif dan elektron bermuatan positif? Elektron bermuatan negatif akan lebih bebas bergerak di daerah pita konduksi yang berasal dari material silikon semikonduktor. Nantinya pada atom yang kehilangan elektron akibat pergerakan elektron tersebut akan meninggalkan struktur kosong yang disebut juga dengan “hole” atau sebagai elektron dengan muatan positif.

Bagian silikon semikonduktor yang diisi dengan elektron bebas akan memiliki sifat negatif dan berfungsi sebagai donor elektron pada bagian semikonduktor dengan tipe semi konduktor N. Sedangkan pada bagian semikonduktor dengan hole yang memiliki sifat positif akan berfungsi sebagai penerima atau resipien elektron dan sering disebut sebagai tipe P.

Pada persimpangan yang terjadi antara tipe P dan tipe N atau tipe positif dan tipe negatif akan membentuk (PN Junction). PN Junction inilah yang akan menimbulkan energi dan mampu mendorong elektron beserta hole secara kuat untuk bergerak ke arah yang berlawanan. Arus listrik juga berasal dari persimpangan daerah positif atau negatif atau disebut juga sebagai PN Junction.

Implementasi Sel Surya Pada Pembangkit Listrik Tenaga Surya

Secara sederhana, sel surya pada panel surya akan menangkap sinar matahari dan mengubahnya ke listrik arus DC. Lalu, inverter yang terdapat pada bagian panel surya akan mengubah arus DC menjadi arus AC agar terbentuk arus listrik. Setelah itu listrik yang dihasilkan akan disimpan dalam baterai. Lisitrk ini dapat disalurkan melalui kabel ke bagian rumah anda misalnya untuk menyalakan kulkas, lampu, tv atau peralatan listrik lainnya.

Biaya pemasangan sel surya di Indonesia untuk kapasitas listrik sebesar 1 kWp membutuhkan biaya sebesar 15 hingga 18 juta. Namun, sebenarnya biaya tersebut bukanlah biaya yang mahal mengingat umur panel surya bisa mencapai 25 tahun. Berdasarkan pengamatan dengan memasang sel surya dapat menghemat listrik sebesar 2 hingga 3 juta per bulannya. Jika ditotal per tahunnya anda akan dapat menghemat hingga 30 juta untuk pengeluaran listrik perbulan.

Hal lain yang menarik yakni pelanggan dapat menjual listrik yang dihasilkan oleh panel surya kepada PLN. Jadi, ringkasnya ketika anda tidak membutuhkan listriknya pada siang hari maka anda dapat menjualnya ke PLN. Namun saat malam hari anda harus membeli lagi listrik tersebut kecuali anda memiliki cadangan listrik di dalam baterai. Sebelum memasang panel surya anda mungkin akan menerima tawaran beberapa jenis panel surya. Panel surya yang umum digunakan yakni panel surya mono-crystalline yang dianggap sebagai panel surya paling efektif untuk saat ini. Namun peralatan ini hanya dapat digunakan pada kondisi daerah dengan cuaca sangat panas. Untuk daerah seperti Indonesia dapat memilih jenis panel surya polikristal. Selain itu pemanfaatan sel surya juga dapat digunakan pada pompa air tenaga surya contohnya pompa submersible.

Baca Juga:

• Jenis-Jenis Panel Surya
• Pentingnya Menggunakan Panel Surya
• Jual Panel Surya

Hepatitis Akut Mengancam, Prokes Tetap Jadi Andalan

Perbesar

Ilustrasi energi alternatif, panel surya. (Photo by Jeremy Bezanger on Unsplash)

Liputan6.com, Jakarta Panel surya adalah kumpulan sel surya yang ditata sedemikian rupa agar efektif dalam menyerap sinar matahari. Sederhananya, pengertian panel surya adalah alat yang terdiri dari sel surya yang mengubah cahaya menjadi listrik.

Panel surya disebut surya atas matahari atau "sol" karena matahari merupakan sumber cahaya terkuat yang dapat dimanfaatkan. Tak hanya itu, panel surya juga sering kali disebut sel fotovoltaik atau photovoltaic, yang dapat diartikan sebagai "cahaya-listrik". 

Panel surya adalah salah satu alat yang bermanfaat untuk menghemat listrik dan lebih ramah lingkungan. Alat ini terbukti lebih efisien dalam menghadapi ancaman krisis listrik. Cara penggunaannya dengan dipasang di atap rumah.

Berikut ini penjelasan mengenai manfaat panel surya, jenis-jenis, dan cara kerjanya yang telah dirangkum oleh Liputan6.com dari berbagai sumber, Senin (20/12/2021).

Scroll down untuk melanjutkan membaca

Perbesar

Pekerja melakukan pengecekan panel surya di atas gedung di kawasan Jakarta, Senin (31/8/2020). Pemerintah tengah menyiapkan peraturan presiden terkait energi baru terbarukan dan konservasi energi agar target 23 persen bauran energi di Indonesia bisa tercapai pada 2045. (Liputan6.com/Angga Yuniar)

Berikut ini ada beberapa manfaat dari penggunaan panel surya adalah:

1. Hilangkan Polusi Suara

Saat melihat sumber energi terbarukan lainnya seperti angin misalnya, kebisingan yang dibuat selama proses menghasilkan energi dapat merugikan dan mengganggu. Namun, energi surya atau matahari sebaliknya, mereka tidak melibatkan bagian yang bergerak, sehingga tidak ada polusi suara. Ini adalah manfaat yang sering diabaikan orang ketika mempertimbangkan sumber energi terbaru mereka.

2. Ini Adalah Sumber Daya Terbarukan

Panel surya adalah sumber energi terbarukan karena dapat digunakan untuk menghasilkan listrik selama matahari ada. Sinar matahari muncul secara alami dan tidak terbatas. Energi ini dapat dimanfaatkan dengan memasang panel surya yang dapat mengurangi ketergantungan kita pada negara lain untuk pasokan batu bara yang konsisten guna menghasilkan listrik. Ini menjadikannya prospek energi yang menarik bagi sebagian besar negara yang ingin menjadi hijau sepenuhnya di masa depan. Meskipun energi matahari tidak dapat diproduksi pada malam hari dan hari mendung, tetapi dapat digunakan berulang kali pada siang hari. Energi matahari dari matahari adalah sumber daya yang konsisten dan konstan dan dapat digunakan untuk memanfaatkan daya, bahkan di lokasi terpencil.

3. Ramah Lingkungan

Energi matahari tidak hanya akan membantu mengurangi jejak karbon, tetapi juga memperbesar sistem anda untuk memastikan tinggal di rumah bebas karbon. Energi matahari merupakan alternatif bahan bakar fosil karena merupakan sumber energi yang tidak berpolusi, bersih, dapat diandalkan, dan terbarukan. Mereka tidak mencemari udara dengan melepaskan gas berbahaya seperti karbon dioksida, nitrogen oksida atau sulfur oksida. Jadi, risiko kerusakan lingkungan berkurang. Energi matahari juga tidak membutuhkan bahan bakar untuk menghasilkan listrik, sehingga dapat menghindari masalah pengangkutan bahan bakar atau penyimpanan limbah radioaktif.

4. Hemat Tagihan Listrik

Selanjutnya, manfaat panel surya adalah dapat membantu anda meminimalkan tagihan listrik yang mengganggu. Dengan memakai panel surya, tagihan listrik akan berkurang hingga 50 persen lebih, bahkan bisa saja seseorang tidak perlu membayar tagihan listrik. Hal ini dikarenakan kebutuhan akan listrik di rumah bisa dapat terpenuhi sendiri. Mengingat biaya listrik konvensional akan selalu naik setiap tahun, penggunaan panel surya adalah sebuah investasi terbaik untuk puluhan tahun ke depan.

Scroll down untuk melanjutkan membaca

Perbesar

Ilustrasi ladang panel surya sebagai bagian dari pengadaan energi terbarukan. (Sumber Pixabay)

Panel surya memiliki beberapa jenis yaitu panel surya monokristal (monocrystalline), panel surya polikristal (polycrystalline), dan thin film. Berikut ini rinciannya:

1. Monocrystalline

Merupakan salah satu jenis panel surya yang banyak digunakan. Tipe panel surya ini memiliki berbagai macam kelebihan seperti efisiensi yang tinggi dan memiliki umur pakai yang panjang.  Sel surya yang menjadi penyusun panelnya ini terbuat dari kristal silikon murni yang diiris tipis dengan menggunakan mesin hingga berbentuk bundar. Sel surya ini disebut “monocrystalline” karena silikon yang digunakan adalah silikon kristal tunggal. Efisiensi panel surya monocrystalline silicon mencapai lebih dari 20%, jauh lebih tinggi dibanding tipe panel surya lainnya.

2. Polycrystalline

Merupakan tipe panel surya yang terbuat dari batang kristal silikon yang dilebur atau dicairkan kemudian dituang ke dalam cetakan berbentuk persegi. Kelebihannya terdapat pada susunannya yang lebih rapi dan juga lebih rapat. Ciri dari panel surya ini cukup unik karena terdapat retakan atau fragmen di dalam sel surya. Seperti namanya mengindikasikan, tipe panel surya polycrystalline silicon ini terdiri dari banyak fragmen kristal silikon. Efisiensi panel surya polycrystalline silicon mencapai 17%.

3. Thin Film

Tipe panel surya ini disebut dengan “thin film” karena menggunakan sel surya yang sangat tipis dengan ukuran sekitar 10 nm, jauh lebih tipis dibanding dengan tipe crystalline silicon yang berukuran 200-300 nm. Lapisan tipis tersebut ditambahkan ke permukaan seperti kaca, plastic, atau metal. Dengan ukuran yang sangat tipis, panel surya ini menjadi sangat ringan dan fleksibel. Selain itu, panel surya ini tidak mengalami penurunan performa pada temperatur yang semakin tinggi seperti tipe panel surya lainnya. Sayangnya, efisiensi konversi energi thin film masih rendah yaitu hanya sekitar 10%.

Scroll down untuk melanjutkan membaca

Perbesar

Ilustrasi panel surya (iStock)

Panel surya terdiri dari dua lapisan silikon yang tertempel. Kedua tipe silikon ini dinamakan sesuai dengan elektron yang terkandung di dalamnya. N untuk negatif, dan P untuk positif. Keduanya bersifat semikonduktor. Karena kedua silikon yang dihubungkan ini memiliki dua kutub yang berbeda, maka otomatis ketika dihubungkan keduanya akan menghasilkan medan listrik. Elektron yang terpapar oleh sinar matahari akan bergerak dan menghasilkan arus listrik.

Sinar matahari yang mengenai silikon tipe n akan membuat elektron negatif menjadi berlimpah dan mengalir ke silikon tipe p yang bermuatan positif, hasil pertemuan ini menghasilkan listrik berlebih yang akan digunakan untuk keperluan sehari-hari dan sisanya akan disimpan. Panel surya juga memiliki lapisan anti reflektif yang menahan sinar matahari yang datang sehingga tidak terpantul kembali.

Panel inilah yang membedakannya dengan material lain. Jadi, walaupun sekilas terlihat seperti kaca, namun tidak ada energi yang terpantul kembali. Sistem inilah yang disebut dengan nama photovoltaic. Sistem ini berasal dari kata photo yang berarti cahaya, dan volt yang berarti tegangan listrik. Maka sistem photovoltaic adalah mengubah energi cahaya menjadi energi listrik.

Panel surya tidak bekerja sendiri untuk menyimpan energi listrik yang sudah dihasilkan. Ketika pemasangan panel, maka akan dipasang juga baterai khusus yang berguna untuk menyimpan energi yang sudah dihasilkan oleh panel. Ketika siang hari, maka energi listrik yang dihasilkan oleh panel surya bisa langsung digunakan untuk kebutuhan, kemudian sisanya akan tersimpan otomatis ke dalam baterai. Sehingga ketika sudah tidak ada matahari pun, rumah atau gedung yang menggunakan panel surya sebagai sumber energinya tetap bisa menggunakan listrik yang berasal dari baterai.

Lanjutkan Membaca ↓