Kelebihan Dan Cara Kerja Solar Panel
Ilustrasi Cara Kerja Solar Panel
:
Setiap hari kebutuhan listik terus mengalami peningkatan. Oleh karena itu dibutuhkan sumber energi energi baru untuk menghidupkan listrik tersebut. Salah satunya adalah solar panel yang bersumber dari tenaga matahari. Sistem dan cara kerja solar panel ini sangat mudah dipelajari sehingga masyarakat umum bisa menggunakannya tanpa harus mengeluarkan biaya yang terlalu tinggi.
Kelebihan Solar Panel
Penerapan sistem maupun cara kerja solar panel punya banyak kelebihan. Beberapa kelebihan itu antara lain adalah:
Sumber energinya sudah disediakan oleh alam, dan bisa didapatkan tanpa harus membeli alias gratis. Sistemnya tinggal membuat penampang atau elemen yang dipakai untuk menampung sinar matahari yang selalu melimpah. Kemudian rangkaian solar panel akan merubahnya jadi energi listrik.
Selain melimpah, sinar matahari ini tidak akan pernah habis dan bisa terus dipakai sepanjang masa. Berbeda dengan sumber energi lain misalnya batu bara, meski saat ini persediaannya masih banyak, namun pada suatu saat nanti akan habis. Berbeda dengan sinar matahari yang akan selalu muncul setiap hari tanpa pernah berhenti.
Energi atau sinar matahari tidak pernah menimbulkan polusi atau merusak lingkungan meski digunakan tanpa batas. Jadi dapat dikatakan sistem dan cara kerja solar panel bersifat ramah lingkungan dan tidak menimbulkan bahaya apaun juga terutama yang berkaitan dengan bahan kimia, sebab solar panel tidak akan menggunakannya.
Solar panel dapat diaplikasikan dimana saja, termasuk daerah pelosok dan terpencil. Karena cara kerja solar panel ini tidak membutuhkan peralatan lain seperti transmisi dan sebagainya. Oleh sebab itu sistem ini sangat cocok sekali diterapkan di Indonesia karena wilayah maupun daerahnya berbentuk kepulauan.
Intensitas radiasi matahari di Indonesia adalah 4,5 Kwh/m2 untuk satu hari. Jadi persediaan sinar yang dijadikan sebagai sumber energi utama termasuk tinggi. Persediaan sumber energi yang tingkat radiasinya tergolong tinggi ini merupakan kesempatan yang sangat bagus untuk mengembangkan potensi yang ada tersebut.
Sistem dan Cara Kerja Solar Panel
Panel atau sel surya biasanya dibuat dari silikon, lalu diberi lapisan yang selanjutnya digunakan untuk membuat dasar sel surya. Ukuran ketebalannya paling sedikit 0,3 mm dan punya dua kutub, yaitu positif serta negatif. Setiap satu sel surya bisa menghasilkan satu tegangan sebesar 10,5 volt dan berfungsi sebagai elemen aktif atau semi konduktor.
Dalam sel surya ini ada sambungan atau junction yang terdiri dari dua lapisan. Masing-masing memiliki fungsi sebagai semikonduktor P atau positif dan negartif atau N. Semikonduktor berjenis N ini pembuatannya menggunakan bahan kristal silikon dan material lain seperti posfor. Sedang semikonduktor P juga menggunakan bahan yang sama namun material lainnya berupa boron.
Susunan panel solar tersebut hampir sama dengan diode, yaitu punya dua lapisan yang dinamakan junction PN. Agar bisa mendapatkan junction PN, batang pada semikonduktor dinodai dengan silikon murni yang bervalensi 4 dan impurity bervalensi 3. Lalu di bagian kiri dan kanan diberi impuriti lagi dengan ukuran valensi 5. Teknik ini menjadikan silikon yang berada disebelah kiri menjadi tidak murni lagi, lalu dinamakan silikon P dan yang ada dikanan namanya silikon N.
Sementara itu pada silikon murni ada alat untuk membawa muatan listrik yang jenisnya ada dua. Untuk pembawa listrik bermuatan positip dinamakan hole dan yang negatip namanya elektron. Setelah proses penodaan selesai dilakukan, pada silikon P akan terbentuk hole dengan jumlah yang sangat besar dibanding jumlah electron. Oleh karena itu silikon P merupakan alat pembawa mayoritas dan silikon N merupakan yang minoritas.
Proses dan cara kerja solar panel berikutnya yaitu, di batang silikon akan terjadi suatu pertemuan P dan N. Bila P di hubungkan pada kutub positif dari batre dan N dihubungkan terhadap kutub negatif, maka terjadilah hubungan yang namanya forward bias.
Apabila kondisi forward bias sudah terjadi, pada rangkaian solar panel akan muncul aliran listrik dari dua jenis pembawa muatan. Sehingga aliran tersebut mengalir dalam PN junction. Aliran ini akan mengalir pada arah yang sama dengan gerakan pada hole, tapi berlawanan dengan elektron.
Namun jika P dihubungkan kutub negatif dari batre, lalu N juga dihubungkan pada kutub positif, maka akan terbentuk hubungan lain yang namanya reverse bias. Kondisi ini membuat hole bisa tersambung dan menuju kutub positif secara langsung. Sedang elektron langsung menuju ke arah kutub positif.
Sehingga di PN junction tidak ada suatu gerakan yang sifatnya mayoritas, atau minoritas baik di hole atau elektron. Oleh sebab itu dalam kondisi reserve bias, di PN junction juga terdapat aliran yang muncul meskipun jumlahnya kecil, dalam ukuran mikro ampere. Aliran ini lebih sering dinamakan reverse saturation atau arus bocor atau disebut juga leakage current.
Jika PN junction dinaikan lagi, hal ini bisa membuat arus bocor semakin besar. Artinya jika alat yang membawa muatan minoritas diberi energi atau panas, maka PN junction bisa berubah jadi banyak. Karena sinar juga jadi sumber energi, maka bila ada sinar yang mengenai sebuah PN junction, maka akan dihasilkan energi bari yang bisa menghasilkan muatan. Proses seperti ini dinamakan fotokonduktif.
Kemudian dalam kondisi reverse bias, jika intensitas sinar yang mengenai fotodioda dibesarkan, maka arus bocornya meningkat. Sinar juga bisa digunakan untuk meningkatkan jumlah hole di P dan elektron di N. Dari sini kemudian diciptakan suatu komponen yang dinamakan elektronik photovoltaic cell atau sel surya atau disebut juga sola cell. Selalin itu ada pula yang menamakan solar energy converter.
Melihat penjelasan di atas, maka bisa dikatakan jika sel surya adalah suatu foto diode besar yang dirangkai berdasarkan kondisi photovoltaic hingga dapat menghasilkan energi besar. Oleh sebab itu silikon P selalu dibuat dengan ukuran yang tipis agar sinar matahari dapat menembus junction secara maksimal.
Silikon P ini juga dilengkapi lapisan dari nikel yang bentuknya seperti cincin, yang berfungsi sebagai keluaran positif. Lalu di bawah P ada silikon N yang juga diberi lapisan nikel dan dapat berfungsi sebagai tempat keluaran negatif.
Agar sistem dan cara kerja surya panel dapat berjalan dengan maksimal, jumlah sel surya yang dipasang juga harus banyak. Biasanya sel surya tersebut sudah disusun dalam bentuk panel dan namanya panel photovoltaic atau PV.
Jika output dari solar cell atau solar panel sudah didapat, maka aliran listrik bisa dipakai untuk berbagai macam keperluan. Namun jika tidak dipakai dapat disimpan di baterai dan digunakan ketika sinar matahari tidak ada, misalnya pada waktu malam atau ketika cuaca sedang mendung.
Namun bila disimpan dalam batre, maka tegangannya harus lebih tinggi atau besar dibanding dengan spesifikasi yang dimiliki batre itu. Contohnya jika batre yang dipakai 12 volt, maka tegangan atau aliran yang dihasilkan oleh panel surya harus lebih dari 12 volt. Agar baterai dapat terissi penuh, maka sebelum melakukan pengisian harus dikosongkan lebih dulu.
Demikianlah penjelasan singkat tentang kelebihan dan cara kerja solar panel semoga bermanfaat.
