HASIL PENELITIAN
5.1 Kemampuan Lensa Mengubah Tegangan dan Arus Keluaran
Hasil penelitian menunjukkan bahwa lensa mampu mengubah tegangan dan arus, karena mempunyai kemampuan memfokus cahaya datang ke suatu titik tertentu sesuai dengan nilai titik apinya. Cahaya datang tersebut mempunyai tingkat intensitas yang tinggi sehingga mampu menggerakkan elektron – elektron di permukaan semikonduktor p-n ( dalam hal ini : sel surya ) ke hole – hole (lubang-lubang bekas elektron) yang lain, dan meninggalkan hole yang di tempatinya tadi yang kemudian di isi oleh elektron lain (Beisser, 1968).
Apabila titik fokus ini diperluas diameternya untuk memenuhi permukaan sel surya, maka seluruh elektron dan hole akan aktif secara maksimal yang mengakibatkan besar tegangan dan kuat arus semakin tinggi, lebih besar dari semula. Jika rancangan ini di susun secara seri untuk membangkitkan perangkat elektronik, kemudian perangkat elektronik ini akan menggerakkan perangkat berikutnya, berarti kita hanya membutuhkan energi listrik yang minimal untuk efek berantai ini.
5.1.1 Hubungan Jarak Sumber Cahaya terhadap Daya Keluaran Sel Surya Daya keluaran yang di hasilkan sel surya akibat penyinaran yang lebih luas di permukaan sel surya menghasilkan nilai beda potensial/tegangan (volt) dan kuat arus
(ampere). Dari data-data hasil penelitian menunjukkan adanya perubahan tegangan dan kuat arus dengan berubahnya jarak antara sumber cahaya dengan sel surya, ini di tunjukkan pada Tabel 4.1 (sumber cahaya 40 W) dan Tabel 4.2 (sumber cahaya 100 W). Semakin dekat dengan sumber cahaya, maka semakin besar tegangan dan kuat arus yang di hasilkan, karena semakin maksimalnya cahaya/energi yang diterima pada permukaan sel surya. Hal ini terbukti dari uji korelasi yang memberikan nilai p berturut-turut (0.001) dan (0,000).
Hasil analisis statistik dengan uji korelasi untuk mengetahui kekuatan hubungan jarak sel surya dari sumber cahaya dengan daya keluaran terlihat mempunyai nilai p < 0,01, ini berarti Ho di tolak atau dengan kesimpulan bahwa pada taraf nyata ( ) = 1% terdapat hubungan yang signifikan antara daya keluaran dengan jarak sel surya dari sumber cahaya.
Daya maksimum yang dihasilkan sel surya jika disinari sumber cahaya 100 W lebih besar 164,4 % di banding jika di sinari sumber cahaya 40 W. Pada jarak terjauh (100 cm) dari sumber cahaya, dengan di sinari sumber cahaya 100 W memberikan daya keluaran 0,33 µW, sedang jika di sinari sumber cahaya 40 W menghasilkan daya keluaran 0,22 µW. Di titik terdekat (10 cm) dari sumber cahaya, sel surya yang di sinari sumber cahaya 100 W menghasilkan daya keluaran 2,258 µW dan jika di sinari sumber cahaya 40 W memberikan daya keluaran 1,50 µW.
Sesuai dengan persamaan efesiensi konversi energi
EA Pm
=
η bahwa daya (Pm) yang di hasilkan sel surya sebanding dengan cahaya yang diterimanya (E).
5.1.2 Hubungan Jarak Sumber Cahaya dengan Lensa 10 Dioptri dan 20 Dioptri Terhadap Daya Keluaran Sel Surya
Jika suatu cahaya melewati suatu lensa, maka cahaya tersebut akan difokuskan ke suatu titik sesuai besar nilai titik api nya. Pada eksperimen ini, lensa yang digunakan berkekuatan 10 dioptri atau 20 dioptri. Sesuai dengan eksperimen Augustin Jean Fresnel (dalam Zemansky, 1972) bahwa lensa mampu meningkatkan intensitas cahaya. Sel surya yang di kenai sinar fokus dari lensa ini menghasilkan tegangan dan kuat arus yang fluktuatif (Lampiran 1.1). Setiap perubahan jarak lensa dalam range jarak sumber cahaya dan sel surya tertentu, akan memberikan besar tegangan dan kuat arus dengan pola tertentu. Setiap kelompok range jarak sumber cahaya dengan sel surya akan memberikan nilai tegangan dan kuat arus yang maksimal pada suatu posisi tertentu dari pada lensa (pada Tabel 4.3 dan Tabel 4.4).
Hal ini disebabkan oleh sifat lensa itu sendiri. Pada suatu posisi tertentu, lensa akan memberikan titik fokus yang berintensitas cahaya yang tinggi, tapi pada posisi yang lain lensa akan menyebarkan cahaya sehingga permukaan sel surya tidak maksimal menerima cahaya. Akibatnya besar tegangan dan kuat arus menurun.
Tetapi dari eksperimen terlihat bahwa, penggunaan sumber cahaya 100 W memberikan daya keluaran sebesar 2,23 µW jika lensa 10 dioptri di posisikan pada jarak 5 cm dari sumber cahaya dan sel surya berada 10 cm dari sumber cahaya. Sedangkan dengan menggunakan sumber cahaya 40 W, daya keluaran terbesar sekitar 1,83 µW yang di hasilkan dari lensa 20 dioptri yang diposisikan pada 5 cm dari sumber cahaya dan sel surya berada pada 10 cm dari sumber cahaya.
5.1.3 Hubungan Jarak Sumber Cahaya dengan Kombinasi 2 Lensa Terhadap Daya Keluaran Sel Surya
Kombinasi 2 buah lensa yang berbeda dioptri pada eksperimen ini bertujuan memberikan jangkauan jarak yang lebih panjang bagi aplikasi perangkat ini dan untuk melihat apakah hal ini dapat meningkatkan intensitas cahaya untuk mencapai besaran daya yang tinggi.
Dari data penelitian, terlihat bahwa set up / susunan peralatan ini tidak menghasilkan nilai tegangan dan kuat arus yang lebih besar dari set up yang menggunakan 1 lensa saja. Besaran daya yang tertinggi ada pada posisi sel surya 30 cm, lensa I 10 dioptri berada pada 10 cm dan lensa II 20 dioptri diposisi 15 cm dari sumber cahaya 40 W yang besarnya 0,93 µW. Dan pada sumber cahaya 100 W, daya maksimum yang bisa di hasilkan jika sumber cahaya berjarak 20 cm dari sel surya, Lensa 20 dioptri pada posisi 5 cm dan Lensa 10 dioptri 10 cm dari sumber cahaya sebesar 2,13 µW.
Kombinasi 2 buah lensa ini menghasilkan tingkat intensitas cahaya yang sangat tinggi jatuh pada permukaan sel surya, tetapi hanya sebagian kecil saja yang di kenai nya. Sehingga hanya bagian yang kecil itu saja elektron menjadi aktif, bagian yang lain dari sel surya tetap pada kondisi elektron – elektron stabil. Ini berarti besar tegangan dan kuat arus tidak meningkat.
Di buktikan dengan persamaan P = E A, bahwa daya keluaran maksimum (P) yang di hasilkan sel surya berbanding lurus dengan luas permukaan sel surya (A) yang di kenai cahaya.
5.2 Hubungan Jarak Sumber Cahaya dengan Indeks Suhu Basah dan Bola