Sistem Photovoltaic: Mengubah Sinar Matahari Menjadi Listrik

Negara kepulauan seperti Indonesia memiliki satu masalah klasik yang perlu dijadikan perhatian bersama yang berkaitan dengan pemerataan dalam pemenuhan sumber energi khususnya energi listrik terutama untuk Indonesia area Timur. Saat ini pemenuhan kebutuhan energi listrik di Indonesia masih bergantung dengan sumber energi yang berasal dari bahan bakar fosil  seperti batubara, gas bumi, dan minyak yang jumlahnya terbatas. Maka dari itu salah satu solusi yang ditawarkan yaitu dengan memanfaatkan sumber energi terbarukan dengan memanfaatkan potensi dari alam salah satunya yaitu matahari (surya). 

Indonesia terkenal sebagai negara tropis dikarenakan letaknya yang berada di garis khatulistiwa. Posisi ini membuat Indonesia memiliki sumber energi surya yang berlimpah dengan intensitas radiasi matahari maksimum yang tercatat berada di angka >6 kWh/m2 yang terjadi pada bulan Oktober 2024. Puncak radiasi yang terjadi pada bulan September dan Oktober sesuai dengan pergerakan semu matahari yang mendekati wilayah ekuator yang kemudian bergerak ke arah selatan khatulistiwa dan menyebabkan radiasi yang tinggi di beberapa wilayah Indonesia seperti Jawa, Bali, dan Nusa Tenggara (BMKG, Hal. 45)

Intensitas sinar matahari yang tinggi membuat Indonesia mempunyai potensi yang besar dalam menghasilkan listrik dengan energi tenaga surya. Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) menjadi salah satu energi terbarukan dan ramah lingkungan yang dapat menjadi salah satu sumber listrik alternatif dengan manfaat jangka panjang. Komponen utama dari PLTS yaitu sel photovoltaic (sel surya).

Photovoltaic (PV)

Photovoltaic (PV) yang biasa juga disebut dengan sel surya merupakan perangkat non-mekanis yang mengubah sinar matahari menjadi listrik. Sinar matahari tersusun dari  foton atau partikel energi surya. Foton-foton mengandung jumlah energi yang berbeda-beda, sesuai dengan panjang gelombang spektrum dari cahaya matahari. Sel PV terbuat dari bahan semikonduktor. Ketika  mengenai sel PV,   foton tersebut akan terpantul dari sel, melewati sel, atau diserap oleh bahan semikonduktor. Hanya  foton yang diserap yang menyediakan energi untuk menghasilkan listrik. Ketika bahan semikonduktor menyerap cukup sinar matahari, elektron terlepas dari atom-atom bahan tersebut. Perlakuan khusus pada permukaan sel PV selama pembuatan membuat permukaan depan sel lebih reseptif terhadap elektron yang terlepas, atau bebas, sehingga elektron secara alami bermigrasi ke permukaan sel.

Foton-foton cahaya yang memiliki energi yang berbeda-beda masuk melalui lapisan atas yang berbahan semikonduktor tipe-n menuju bahan dengan semikonduktor tipe-p yang lebih tebal pada kedalaman yang berbeda dari permukaan sel yang bisa diidentifikasi pada foton cahaya matahari A dan B. 

Sel photovoltaic merupakan dasar dari penyusun sistem photovoltaic. Sel-sel photovoltaic dapat bervariasi dari 0,5 inci hingga sekitar 4,0 inci. Namun, satu sel photovoltaic hanya dapat menghasilkan 1 sampai 2 Watt yang cukup untuk penggunaan pada skala kecil, seperti penggunaannya pada kalkulator dan jam tangan.

Sel photovoltaic terhubung secara elektrik dalam modul photovoltaic yang kedap cuaca  yang biasa juga disebut dengan panel surya. Ukuran dan jumlah listrik yang dapat dihasilkan panel photovoltaic bervariasi. Kapasitas pembangkitan listrik untuk panel photovoltaic meningkat seiring dengan jumlah sel dalam panel atau luas permukaan panel. Panel photovoltaic dapat dihubungkan dalam kelompok untuk membentuk susunan photovoltaic. Susunan photovoltaic dapat terdiri dari sedikitnya dua panel photovoltaic hingga ratusan panel photovoltaic. Jumlah panel photovoltaic yang terhubung dalam susunan photovoltaic menentukan jumlah listrik yang dapat dihasilkan oleh susunan tersebut. Modul-modul ini nantinya akan dirangkai menjadi panel surya dan dihubungkan secara kolom dan baris yang disebut dengan array. 

Sel photovoltaic menghasilkan arus listrik searah (Direct Current/DC). Listrik DC dapat digunakan untuk mengisi daya pada perangkat yang menggunakan listrik DC. Hampir semua listrik dipasok sebagai arus listrik bolak-balik (Alternating Current/AC) dalam sistem transmisi dan distribusi listrik. Perangkat yang disebut inverter digunakan pada panel photovoltaic atau dalam susunan photovoltaic untuk mengubah listrik DC menjadi listrik AC.

Sel dan panel photovoltaic menghasilkan listrik paling banyak saat menghadap langsung ke  arah sinar matahari. Panel dan susunan photovoltaic dapat menggunakan sistem yang dapat menyesuaikan dengan arah datangnya sinar matahari yang  disebut  tracking system sehingga dapat menjaga panel tetap menghadap matahari. Namun sebagian besar sistem PV memiliki panel dalam posisi tetap yang biasanya menghadap langsung ke selatan di belahan bumi utara atau langsung ke utara di belahan bumi selatan pada sudut yang mengoptimalkan kinerja fisik dan ekonomi dari sistem ini. 

Kesimpulan

Indonesia terutama daerah dengan pengadaan sumber fasilitas listrik yang masih terbatas seperti Indonesia Timur sangat cocok untuk dilakukan pemasangan sistem Photovoltaic dengan memanfaatkan potensi dari iklim tropis Indonesia. Intensitas radiasi matahari yang tinggi mampu menyediakan energi surya yang diubah menjadi energi listrik. Biasanya sistem photovoltaic dikemas dalam sebuah unit yang disebut modul dan disusun secara paralel atau seri. Modul-modul ini nantinya akan dirangkai menjadi panel surya dan dihubungkan secara kolom dan baris yang disebut dengan array. 

Icon Green menjadi salah satu perusahaan yang memfasilitasi peralihan listrik anda menjadi lebih ramah lingkungan. Icon Green melakukan pengembangan di bidang bisnis kelistrikan secara luas seperti photovoltaic rooftop, Electrical Vehicle Ecosystem, PLN Mobile, Multimedia and IoT, Payment Gateway, dan masih banyak lagi. Jadi jika ingin membuat masa depan energi di Indonesia menjadi lebih baik lagi kedepannya dengan mengurangi atau meniadakan penggunaan energi dengan sumber daya yang terbatas, Icon Green akan membantu anda untuk mewujudkan peralihan sumber energi listrik anda ke sumber daya terbarukan dan tak terbatas. 

Share it :

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *