Teknologi Sel Surya Sebagai Pembangkit Energi Listrik

(1)

TEKNOLOGI SEL SURYA SEBAGAI

PEMBANGKIT ENERGI LISTRIK

BAHAN LISTRIK BAHAN LISTRIK

OLEH :

PUTU

PUTU RUSDI

RUSDI ARIAWAN

ARIAWAN

(080440505

(0804405050)

0)

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA

DENPASAR

2010

(2)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Permasalahan 1.1 Latar Belakang Permasalahan

Energi adalah satu kata yang mempunyai makna sangat luas karena tidak ada Energi adalah satu kata yang mempunyai makna sangat luas karena tidak ada aktivitas di alam raya ini yang bergerak tanpa energi dan itulah sebabnya kata salah aktivitas di alam raya ini yang bergerak tanpa energi dan itulah sebabnya kata salah seorang professor di Jepang bahwa hampir semua perselisihan di dunia ini dipicu, atau seorang professor di Jepang bahwa hampir semua perselisihan di dunia ini dipicu, atau berpangkal pada perebutan atas penguasaan sumber energi.

berpangkal pada perebutan atas penguasaan sumber energi.

Secara umum sumber energi dikategorikan menjadi dua bagian yaitu

Secara umum sumber energi dikategorikan menjadi dua bagian yaitu non- non-renewable energy

renewable energydandan renewable energyrenewable energy. Sumber energi fosil adalah termasuk kelompok . Sumber energi fosil adalah termasuk kelompok yang pertama, dan ternyata sebagaian besar aktivitas di dunia ini menggunakan energi yang pertama, dan ternyata sebagaian besar aktivitas di dunia ini menggunakan energi konvensional ini.

konvensional ini.

Saat dunia membutuhkan sumber energi alternatif ramah lingkungan yang Saat dunia membutuhkan sumber energi alternatif ramah lingkungan yang ketersediaannya berlimpah, serta dapat diperbarui (

ketersediaannya berlimpah, serta dapat diperbarui ( renewable energyrenewable energy ), maka teknologi), maka teknologi mutakhir yang disebut solar cell tampil ke depan, teknik penyediaan tenaga ini mengubah mutakhir yang disebut solar cell tampil ke depan, teknik penyediaan tenaga ini mengubah cahaya matahari yang persediaannya di alam semesta hampir tak terbatas, untuk cahaya matahari yang persediaannya di alam semesta hampir tak terbatas, untuk selanjutnya dijadikan energi listrik yang siap guna.

selanjutnya dijadikan energi listrik yang siap guna.

1.2 Pokok Masalah 1.2 Pokok Masalah

Dari berbagai amatan tentang ketersediaan dan pengelolaan energi bila dicermati Dari berbagai amatan tentang ketersediaan dan pengelolaan energi bila dicermati dari waktu ke waktu, akan terlihat bahwa ternyata biaya explorasi dan exploitasi yang dari waktu ke waktu, akan terlihat bahwa ternyata biaya explorasi dan exploitasi yang cenderung selalu meningkat dengan tajam dan akhirnya energi-energi tersebut menjadi cenderung selalu meningkat dengan tajam dan akhirnya energi-energi tersebut menjadi sangat mahal dan pada titik waktu tertentu bahkan bisa habis samasekali.. Pada saat yang sangat mahal dan pada titik waktu tertentu bahkan bisa habis samasekali.. Pada saat yang sama kebutuhan akan ketersediaan energi siap pakai dalam industri dan kehidupan sama kebutuhan akan ketersediaan energi siap pakai dalam industri dan kehidupan sehari-hari bertambah dengan angka kelipatan yang mencemaskan para ilmuwan. Oleh karena hari bertambah dengan angka kelipatan yang mencemaskan para ilmuwan. Oleh karena itulah penelitian dan pengembangan sumber energi baru sangat diperlukan terutama itulah penelitian dan pengembangan sumber energi baru sangat diperlukan terutama energi yang ramah terhadap lingkungan, ekonomis dan ketersediaannya mencukupi untuk energi yang ramah terhadap lingkungan, ekonomis dan ketersediaannya mencukupi untuk

(3)

Salah satu sumber energi yang memiliki prospek sangat menjanjikan baik dilihat Salah satu sumber energi yang memiliki prospek sangat menjanjikan baik dilihat dari sisi biaya maupun dari sudut pandang lingkungan hidup adalah energi yang berasal dari sisi biaya maupun dari sudut pandang lingkungan hidup adalah energi yang berasal dari sinar matahari.

dari sinar matahari.

Permasalahan mendasar dalam teknologi

Permasalahan mendasar dalam teknologi solar cellsolar cell adalah kenyataan derajatadalah kenyataan derajat efisiensi yang sangat rendah dalam upaya pengubahan energi surya menjadi energi listrik. efisiensi yang sangat rendah dalam upaya pengubahan energi surya menjadi energi listrik. Hingga saat ini efisiensi tertinggi yang berhasil dicapai tidak lebih dari 20 persen, itupun Hingga saat ini efisiensi tertinggi yang berhasil dicapai tidak lebih dari 20 persen, itupun masih dalam skala laboratoris.

masih dalam skala laboratoris.

Untuk itu di negara-negara maju, penelitian tentang

Untuk itu di negara-negara maju, penelitian tentang solar cellsolar cell ini mendapatkanini mendapatkan perhatian yang sangat besar, terlebih dengan isu bersih lingkungan yang menjadi sasaran perhatian yang sangat besar, terlebih dengan isu bersih lingkungan yang menjadi sasaran utama negara-negara maju pada masa kini.

utama negara-negara maju pada masa kini.

1.3.

1.3. Tujuan Tujuan PenulisanPenulisan

Penulisan naskah ini adalah guna mengetahui sejarah dan hasil Penulisan naskah ini adalah guna mengetahui sejarah dan hasil perkembangan penelitian serta penemuan teknologi sel surya yang digunakan perkembangan penelitian serta penemuan teknologi sel surya yang digunakan sebagai pembangkit energi listrik yang dapat diperbaharui.

sebagai pembangkit energi listrik yang dapat diperbaharui.

1.4.

1.4. Kegunaan Kegunaan PenulisanPenulisan

Adapun kegunaan yang didapat dari penulisan karya ilmiah ini adalah : Adapun kegunaan yang didapat dari penulisan karya ilmiah ini adalah :

1.

1. Kegunaan teoritisKegunaan teoritis

Sebagai referensi atau bahan bacaan tambahan mengenai sejarah dan hasil Sebagai referensi atau bahan bacaan tambahan mengenai sejarah dan hasil perkembangan penelitian serta penemuan teknologi sel surya yang digunakan perkembangan penelitian serta penemuan teknologi sel surya yang digunakan sebagai pembangkit energi listrik yang dapat diperbaharui.

(4)

2.

2. Kegunaan PraktisKegunaan Praktis

Penulisan ini diharapkan dapat memberikan sumbangan pemikiran yang Penulisan ini diharapkan dapat memberikan sumbangan pemikiran yang mungkin dapat diterima dan dapat digunakan sebagai bahan pertimbangan mungkin dapat diterima dan dapat digunakan sebagai bahan pertimbangan untuk menghasilkan informasi yang relevan dalam pengembangan penelitian untuk menghasilkan informasi yang relevan dalam pengembangan penelitian dan penulisan karya ilmiah lebih lanjut.

dan penulisan karya ilmiah lebih lanjut.

1.5.Sistematika Penyajian 1.5.Sistematika Penyajian

Karya ilmiah ini akan disajikan dalam 5 (lima) bab, setiap bab akan dibagi Karya ilmiah ini akan disajikan dalam 5 (lima) bab, setiap bab akan dibagi lagi menjadi beberapa sub bab yang memiliki ikatan satu sama lain.

lagi menjadi beberapa sub bab yang memiliki ikatan satu sama lain. Secara sistematis akan disajikan dengan susunan sebagai berikut: Secara sistematis akan disajikan dengan susunan sebagai berikut: Bab

Bab I I : : PendahuluanPendahuluan Bab

Bab ini ini didalamnya didalamnya diuraikan mdiuraikan mengenai lengenai latar atar belakang belakang masalah, masalah, pokok pokok permasalahan, tujuan penulisan, kegunaan penulisan dan sistematika permasalahan, tujuan penulisan, kegunaan penulisan dan sistematika penyajian.

penyajian. Bab II

Bab II : Tinj: Tinjauan Pustakaauan Pustaka Bab

Bab ini ini berisikan berisikan uraian uraian mengenai mengenai landasan landasan teori teori yang yang menunjangmenunjang dalam pelaksanaan penulisan karya ilmiah dan pembahasan mengenai dalam pelaksanaan penulisan karya ilmiah dan pembahasan mengenai artikel-artikel sebelumnya.

artikel-artikel sebelumnya. Bab III

Bab III : Metode Pen: Metode Penulisanulisan

Bab ini akan membahas metode penulisan karya ilmiah ini dan nantinya Bab ini akan membahas metode penulisan karya ilmiah ini dan nantinya dipergunakan dalam pemecahan masalah.

(5)

Bab

Bab IV IV : : Hasil Hasil dan dan PembahasanPembahasan

Bab ini akan membahas gambaran umum tentang energi matahari yang Bab ini akan membahas gambaran umum tentang energi matahari yang dikonversikan menjadi energi listrik serta penerapan teknologinya. dikonversikan menjadi energi listrik serta penerapan teknologinya. Bab

Bab V V : : Simpulan Simpulan dan dan SaranSaran

Bab terakhir dari karya tulis ini akan mengurai simpulan dari hasil Bab terakhir dari karya tulis ini akan mengurai simpulan dari hasil pembahasan dan pengkajian yang dilakukan pada bab sebelumnya, bab pembahasan dan pengkajian yang dilakukan pada bab sebelumnya, bab ini juga menyajikan saran untuk pengembangan kedepan.

(6)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian Energi 2.1 Pengertian Energi

2.1.1 Menurut Bob Foster dalam bukunya yang berjudul

2.1.1 Menurut Bob Foster dalam bukunya yang berjudul Fisika,Fisika, mendefinisikan :mendefinisikan :

“ Energi adalah sesuatu yang dapat mengubah materi sebuah benda baik dari dalam “ Energi adalah sesuatu yang dapat mengubah materi sebuah benda baik dari dalam maupun luar benda tersebut. ”

maupun luar benda tersebut. ”

2.1.2 Menurut

2.1.2 Menurut Encharta Encyclopedia deluxe Encharta Encyclopedia deluxe, en, energi ergi didefinisikan sebagai didefinisikan sebagai berikut :berikut :

““ Energy, capacity of matter to perform work as the result of its motion or its position in Energy, capacity of matter to perform work as the result of its motion or its position in relation to forces acting on it

relation to forces acting on it . ”. ”

2.1.3 Menurut Sir Issac Newton dalam buku yang berjudul

2.1.3 Menurut Sir Issac Newton dalam buku yang berjudul The PhysicsThe Physics, energi, energi didefinisikan :

didefinisikan :

“ Kemampuan

“ Kemampuan untuk melakukan usaha” untuk melakukan usaha” Pelepasan energi Pelepasan energi memerlukan usaha, mmemerlukan usaha, melakukanelakukan usaha

usaha pada sebuah bpada sebuah benda berarti menambah enda berarti menambah energi pada benergi pada benda tersebut. Dapat ditarik enda tersebut. Dapat ditarik kesimpulan bahwa energi dan usaha adalah konsep yang sama.

kesimpulan bahwa energi dan usaha adalah konsep yang sama.

2.2 Pengertian Energi Surya 2.2 Pengertian Energi Surya

2.2.1 Menurut Simon Roberts dalam bukunya yang berjudul

2.2.1 Menurut Simon Roberts dalam bukunya yang berjudul Solar Electricity,Solar Electricity, EnergiEnergi matahari adalah :

matahari adalah :

““ All the energy that reaches the earth from the sun All the energy that reaches the earth from the sun. “. “ jadi energi matahari adalah semua jadi energi matahari adalah semua energi yang mencapai bumi yang berasal dari matahari.

energi yang mencapai bumi yang berasal dari matahari.

2.2.2 Menurut

2.2.2 Menurut Encharta Encyclopedia deluxe Encharta Encyclopedia deluxeEnergi Energi Surya Surya terdefinisikaterdefinisikan n sebagaisebagai berikut :

(7)

“ Energi surya adalah energi yang diberikan matahari dari reaksi fusi di

“ Energi surya adalah energi yang diberikan matahari dari reaksi fusi di dalam intidalam inti matahari. “

matahari. “

2.3 Pengertian Solar Cell ( Sel Su 2.3 Pengertian Solar Cell ( Sel Surya )rya )

2.3.1 Menurut Drs.Muhaimin dalam bukunya yang berjudul

2.3.1 Menurut Drs.Muhaimin dalam bukunya yang berjudul Bahan-Bahan Listrik untuk Bahan-Bahan Listrik untuk Politeknik

Politeknik solar cell ( sel surya ) adalah :solar cell ( sel surya ) adalah :

“ Sebuah fotovoltaik yaitu bahan semikonduktor yang mengubah secara langsung energi “ Sebuah fotovoltaik yaitu bahan semikonduktor yang mengubah secara langsung energi cahaya menjadi energi listrik. “

cahaya menjadi energi listrik. “

2.3.2 Menurut Simon Roberts dalam bukunya yang berjudul

2.3.2 Menurut Simon Roberts dalam bukunya yang berjudul Solar ElectricitySolar Electricity Solar cellSolar cell (sel surya) adalah :

(sel surya) adalah :

““ The word „photovoltaic‟ cell refers to an cell that caused electric by light The word „photovoltaic‟ cell refers to an cell that caused electric by light ““

2.3.3 Menurut

2.3.3 Menurut Encharta Encyclopedia deluxe Encharta Encyclopedia deluxeSolar Solar cell cell ( ( sel sel surya surya ) ) didefinisikadidefinisikann sebagai berikut :

sebagai berikut :

“ Solar cell

“ Solar cell s called photovoltaics made from thin slices of crystalline silicon, galliums called photovoltaics made from thin slices of crystalline silicon, gallium arsenide, or other semiconductor materials convert solar radiation directly into arsenide, or other semiconductor materials convert solar radiation directly into

electricity. “ electricity. “

Dari uraian di atas dapat disimpulkan bahwasanya energi sinar matahari dapat Dari uraian di atas dapat disimpulkan bahwasanya energi sinar matahari dapat dikonversi menjadi energi elektrik yang siap guna dengan menggunakan solar cell (sel dikonversi menjadi energi elektrik yang siap guna dengan menggunakan solar cell (sel surya)

(8)

BAB III

METODE PENULISAN

3.1

3.1 Jenis DataJenis Data

3.1.1

3.1.1 Menurut Menurut sumbernyasumbernya

1.

1. Data primerData primer merupakan data yang dikumpulkan dari tempat penelitianmerupakan data yang dikumpulkan dari tempat penelitian melalui hasil wawancara langsung dengan pihak-pihak berkompeten mengenai melalui hasil wawancara langsung dengan pihak-pihak berkompeten mengenai teknologi dari hasil penelitian yang terkait dengan energi listrik dari sel surya. teknologi dari hasil penelitian yang terkait dengan energi listrik dari sel surya. 2.

2. Data sekunderData sekunder merupakan data yang diperoleh secara tidak langsung darimerupakan data yang diperoleh secara tidak langsung dari buku-buku dan artikel yang mengandung atau menyajikan tulisan ilmiah buku-buku dan artikel yang mengandung atau menyajikan tulisan ilmiah tentang teknologi dari hasil penelitian yang terkait dengan energi listrik dari tentang teknologi dari hasil penelitian yang terkait dengan energi listrik dari sel surya.

sel surya.

3.1.2 Menurut s

3.1.2 Menurut sifatnya data ifatnya data dapat digolongkdapat digolongkan menjadi:an menjadi:

1.

1. Data kualitatif Data kualitatif yaitu data yang tidak berbentuk angka-angka seperti sejarahyaitu data yang tidak berbentuk angka-angka seperti sejarah penelitian dan naskah penemuan energi listrik dari sel surya,

penelitian dan naskah penemuan energi listrik dari sel surya, 2.

2. Data kuantitatif Data kuantitatif yaitu data yang berupa angka-angka dalam hal ini adalahyaitu data yang berupa angka-angka dalam hal ini adalah perhitungan-perhitungan contohnya perhitungan efisiensi dari sebuah sel perhitungan-perhitungan contohnya perhitungan efisiensi dari sebuah sel surya.

surya.

3.2

3.2 Metode Metode Pengumpulan Pengumpulan DataData 1.

1. DokumentasiDokumentasi

Yaitu cara pengumpulan data dengan membaca buku-buku dan artikel tentang Yaitu cara pengumpulan data dengan membaca buku-buku dan artikel tentang sel surya dan hal-hal yang terkait dengan perkembangan penelitian dan sel surya dan hal-hal yang terkait dengan perkembangan penelitian dan penemuan teknologi sel surya, dan kemudian mencatat dan merangkainya penemuan teknologi sel surya, dan kemudian mencatat dan merangkainya dalam naskah ini.

dalam naskah ini.

3.3 Teknik Analisis 3.3 Teknik Analisis

Data

Data terkumpul, digunakan terkumpul, digunakan untuk mencapai untuk mencapai tujuan penyajian tujuan penyajian karya tuliskarya tulis ilmiah ini

(9)

BAB IV

PEMBAHASAN DAN ANALISA PEMBAHASAN DAN ANALISA

4.1 Apa Itu Tenaga Surya 4.1 Apa Itu Tenaga Surya

Pada umumnya

Pada umumnya tenaga surya dapat ditenaga surya dapat diartikan artikan semua energi yang semua energi yang mencapai bumimencapai bumi yang berasal dari matahari. Energi tersebut memberikan sinar yang terang, membuat yang berasal dari matahari. Energi tersebut memberikan sinar yang terang, membuat bumi ini hangat dan merupakan sumber energi bagi tumbuhan untuk hidup.

bumi ini hangat dan merupakan sumber energi bagi tumbuhan untuk hidup.

Energi matahari juga memberi manfaat langsung bagi kehidupan kita yaitu : Energi matahari juga memberi manfaat langsung bagi kehidupan kita yaitu :

energi panas matahari

energi panas matahari dandan energi listrik tenaga mataharienergi listrik tenaga matahari , manfaat yang disebut pada, manfaat yang disebut pada urutan ke-dua adalah subyek dari makalah ini. Kedua manfaat itu terlihat hampir sama urutan ke-dua adalah subyek dari makalah ini. Kedua manfaat itu terlihat hampir sama namun pada kenyataannya dikumpulkan dari proses yang berbeda dan membutuhkan namun pada kenyataannya dikumpulkan dari proses yang berbeda dan membutuhkan peralatan yang berbeda untuk mendapatkannya.

peralatan yang berbeda untuk mendapatkannya.

Energi panas matahari Energi panas matahari

Energi panas matahari adalah pemanfaatan tenaga panas yang dihasilkan oleh Energi panas matahari adalah pemanfaatan tenaga panas yang dihasilkan oleh penangkapan sinar matahari. Sejak berabad-abad yang lalu telah ada upaya-upaya untuk penangkapan sinar matahari. Sejak berabad-abad yang lalu telah ada upaya-upaya untuk menggunakan energi ini dalam kehidupan sehari hari seperti : untuk mengeringkan menggunakan energi ini dalam kehidupan sehari hari seperti : untuk mengeringkan jagung, mengeringkan batu bata, mengeringkan gerabah dan untuk membuat garam dari jagung, mengeringkan batu bata, mengeringkan gerabah dan untuk membuat garam dari

air laut

air laut dengan menggunakan dengan menggunakan alat yang alat yang disebut bejana disebut bejana penguapan. Energi ini bpenguapan. Energi ini bahkanahkan dimanfaatkan untuk memasak dengan peralatan yang disebut tungku pengumpul tenaga dimanfaatkan untuk memasak dengan peralatan yang disebut tungku pengumpul tenaga surya. Yang sekarang sangat dikenal dan banyak digunakan adalah peralatan pemanas air surya. Yang sekarang sangat dikenal dan banyak digunakan adalah peralatan pemanas air tenaga surya.

tenaga surya.

Energi listrik tenaga matahari Energi listrik tenaga matahari

Manfaat lain dari sinar matahari adalah energi listrik tenaga matahari. Ini lah Manfaat lain dari sinar matahari adalah energi listrik tenaga matahari. Ini lah energi yang dihasilkan dari sinar matahari yang dikonversi menjadi energi listrik energi yang dihasilkan dari sinar matahari yang dikonversi menjadi energi listrik menggunakan

menggunakan solar solar cellscells atauatau photovoltaik cells photovoltaik cells.. Solar cellsSolar cells ( sel surya ) pertamakali( sel surya ) pertamakali dikembangkan gunaa memberikan tenaga pada satelit untuk program luar angkasa di dikembangkan gunaa memberikan tenaga pada satelit untuk program luar angkasa di tahun 1950-an. Pada saat ini sel surya telah digunakan di bumi dan diproduksi oleh tahun 1950-an. Pada saat ini sel surya telah digunakan di bumi dan diproduksi oleh berbagai perusahaan di berbagai penjuru dunia.

berbagai perusahaan di berbagai penjuru dunia.

Lebih lanjut mengenai sel surya dapat dilihat pada subbab-subbab berikut. Lebih lanjut mengenai sel surya dapat dilihat pada subbab-subbab berikut.

(10)

4.2 Energi Matahari Seba

4.2 Energi Matahari Sebagai Sumber Energi Alternatif gai Sumber Energi Alternatif

Sekitar tahun delapan puluhan ketika para ahli di Indonesia menawarkan sumber Sekitar tahun delapan puluhan ketika para ahli di Indonesia menawarkan sumber energi alternatif yang banyak digunakan di negara maju yaitu nuklir, terjadi berbagai energi alternatif yang banyak digunakan di negara maju yaitu nuklir, terjadi berbagai pertentangan pendapat dan perdebatan yang cukup panjang sehingga mengandaskan pertentangan pendapat dan perdebatan yang cukup panjang sehingga mengandaskan rencana penggunaan sumber energi yang dinilai sangat membahayakan tersebut. Diantara rencana penggunaan sumber energi yang dinilai sangat membahayakan tersebut. Diantara usulan, pemikiran dan pertanyaan yang banyak dilontarkan kala itu adalah mengapa kita usulan, pemikiran dan pertanyaan yang banyak dilontarkan kala itu adalah mengapa kita tidak menggunakan sumber energi surya. Memang tidak diragukan lagi bahwa

tidak menggunakan sumber energi surya. Memang tidak diragukan lagi bahwa solar cellsolar cell

adalah salah satu sumber energi yang ramah lingkungan dan sangat menjanjikan pada adalah salah satu sumber energi yang ramah lingkungan dan sangat menjanjikan pada masa yang akan datang, karena penggunaan energi ini tidak menimbulkan dampak masa yang akan datang, karena penggunaan energi ini tidak menimbulkan dampak samping yang berupa polusi selama proses konversi energi, selain itu sumber energinya samping yang berupa polusi selama proses konversi energi, selain itu sumber energinya di alam tersedia hampir tanpa batas, terlebih lagi kenyataan geograpis negeri tropis di alam tersedia hampir tanpa batas, terlebih lagi kenyataan geograpis negeri tropis seperti Indonesia yang menerima paparan sinar matahari sepanjang tahun dengan seperti Indonesia yang menerima paparan sinar matahari sepanjang tahun dengan intensitas maksimal.

intensitas maksimal.

4.3 Mengkonversikan Energi Sinar Matah

4.3 Mengkonversikan Energi Sinar Matahari Menjadi Listrikari Menjadi Listrik

Energi sinar

Energi sinar matahari matahari dapat diubah dapat diubah menjadi menjadi arus listrik yarus listrik yang searah ang searah dengandengan menggunakan silikon yang tipis. Sebuah kristal silindris Si diperoleh dengan cara menggunakan silikon yang tipis. Sebuah kristal silindris Si diperoleh dengan cara memanaskan Si itu pada tekanan yang diatur sehingga Si itu berubah menjadi penghantar. memanaskan Si itu pada tekanan yang diatur sehingga Si itu berubah menjadi penghantar. Bila kristal silindris itu dipotong stebal 0,3 mm, akan terbentuklah sel-sel silikon yang Bila kristal silindris itu dipotong stebal 0,3 mm, akan terbentuklah sel-sel silikon yang tipis atau yang disebut juga dengan sel surya fotovoltaik. Sel-sel silikon itu dipasang tipis atau yang disebut juga dengan sel surya fotovoltaik. Sel-sel silikon itu dipasang dengan posisi sejajar / seri dalam sebuah panel yang terbuat dari alumunium atau baja dengan posisi sejajar / seri dalam sebuah panel yang terbuat dari alumunium atau baja anti

anti karat dan karat dan dilindungi dengan lapisan dilindungi dengan lapisan kaca kaca atau plastik transparan. Kemudian atau plastik transparan. Kemudian padapada tiap-tiap sambungan sel dengan sel lain, diberi penghubung listrik. Bila sel-sel itu terkena tiap-tiap sambungan sel dengan sel lain, diberi penghubung listrik. Bila sel-sel itu terkena sinar matahari maka pada sambungan itu akan mengalir arus listrik. Besarnya arus / sinar matahari maka pada sambungan itu akan mengalir arus listrik. Besarnya arus / tenaga listrik itu tergantung pada jumlah energi cahaya yang mencapai silikon itu serta tenaga listrik itu tergantung pada jumlah energi cahaya yang mencapai silikon itu serta luas permukaan sel itu.

luas permukaan sel itu.

Secara sederhana

Secara sederhana solar cellsolar cell terdiri dari persambungan bahan semikonduktorterdiri dari persambungan bahan semikonduktor bertipe p dan n (p-n junction semiconductor) yang jika tertimpa sinar matahari maka akan bertipe p dan n (p-n junction semiconductor) yang jika tertimpa sinar matahari maka akan

(11)

terjadi aliran electron, nah aliran electron inilah yang disebut sebagai aliran arus listrik. terjadi aliran electron, nah aliran electron inilah yang disebut sebagai aliran arus listrik. Sedangkan struktur dari

Sedangkan struktur dari solar cellsolar celladalah seperti ditunjukkan dalam gambar 1.adalah seperti ditunjukkan dalam gambar 1.

Bagian utama perubah energi sinar matahari menjadi listrik adalah absorber Bagian utama perubah energi sinar matahari menjadi listrik adalah absorber (penyerap), meskipun demikian, masing-masing lapisan juga sangat berpengaruh (penyerap), meskipun demikian, masing-masing lapisan juga sangat berpengaruh terhadap efisiensi dari

terhadap efisiensi dari solar cellsolar cell. Sinar matahari terdiri dari bermacam-macam jenis. Sinar matahari terdiri dari bermacam-macam jenis gelombang elektromagnetik yang secara spektrum dapat dilihat pada gambar 2. Oleh gelombang elektromagnetik yang secara spektrum dapat dilihat pada gambar 2. Oleh karena itu

karena itu absorber absorber disini diharapkan dapat menyerap sebanyak mungkindisini diharapkan dapat menyerap sebanyak mungkin solar radiationsolar radiation

yang berasal dari cahaya matahari. yang berasal dari cahaya matahari.

Lebih detail lagi bisa dijelaskan sinar matahari yang terdiri dari photon-photon, Lebih detail lagi bisa dijelaskan sinar matahari yang terdiri dari photon-photon, jika menimpa permukaaan bahan solar sel (

jika menimpa permukaaan bahan solar sel (absorber absorber ), akan diserap, dipantulkan atau), akan diserap, dipantulkan atau dilewatkan begitu saja, dan hanya foton dengan level energi tertentu yang akan dilewatkan begitu saja, dan hanya foton dengan level energi tertentu yang akan membebaskan elektron dari ikatan atomnya, sehingga mengalirlah arus listrik. Level membebaskan elektron dari ikatan atomnya, sehingga mengalirlah arus listrik. Level energi itu disebut energi

energi itu disebut energi band-gapband-gap yang didefinisikan sebagai sejumlah energi yangyang didefinisikan sebagai sejumlah energi yang dibutuhkan untuk mengeluarkan elektron dari ikatan kovalennya sehingga terjadilah dibutuhkan untuk mengeluarkan elektron dari ikatan kovalennya sehingga terjadilah aliran arus listrik. Untuk membebaskan electron dari ikatan kovalennya, energi foton ( aliran arus listrik. Untuk membebaskan electron dari ikatan kovalennya, energi foton ( hchc))

(12)

harus sedikit lebih besar / diatas daripada energi

harus sedikit lebih besar / diatas daripada energi band-gapband-gap. Jika energi foton terlalu besar. Jika energi foton terlalu besar dari pada energi

dari pada energi band-gapband-gap, maka extra energi tersebut akan dirubah dalam bentuk panas, maka extra energi tersebut akan dirubah dalam bentuk panas pada solar sel. Karenanya sangatlah penting pada solar sel untuk mengatur bahan yang pada solar sel. Karenanya sangatlah penting pada solar sel untuk mengatur bahan yang dipergunakan, yaitu dengan memodifikasi struktur molekul dari semikonduktor yang dipergunakan, yaitu dengan memodifikasi struktur molekul dari semikonduktor yang dipergunakan.

dipergunakan.

Pada asasnya sel surya fotovoltaik merupakan suatu dioda semikonduktor yang Pada asasnya sel surya fotovoltaik merupakan suatu dioda semikonduktor yang berkerja dalam proses tak seimbang dan berdasarkan efek fotovoltaik. Dalam proses itu berkerja dalam proses tak seimbang dan berdasarkan efek fotovoltaik. Dalam proses itu sel surya menghasilkan tegangan 0,5 - 1 volt tergantung intensitas cahaya dan zat sel surya menghasilkan tegangan 0,5 - 1 volt tergantung intensitas cahaya dan zat semikonduktor yang dipakai. Sementara itu intensitas energi yang terkandung dalam semikonduktor yang dipakai. Sementara itu intensitas energi yang terkandung dalam sinar matahari yang sampai ke permukaan bumi besarnya sekitar 1000 Watt. Tapi karena sinar matahari yang sampai ke permukaan bumi besarnya sekitar 1000 Watt. Tapi karena daya guna konversi energi radiasi menjadi energi listrik berdasarkan efek fotovoltaik baru daya guna konversi energi radiasi menjadi energi listrik berdasarkan efek fotovoltaik baru mencapai 25%, maka produksi listrik maksimal yang dihasilkan sel surya baru mencapai mencapai 25%, maka produksi listrik maksimal yang dihasilkan sel surya baru mencapai 250 Watt per m2 . Dari sini terlihat bahwa PLTS itu membutuhkan lahan yang luas. Hal 250 Watt per m2 . Dari sini terlihat bahwa PLTS itu membutuhkan lahan yang luas. Hal itu merupakan salah satu penyebab harga PLTS menjadi mahal. Ditambah lagi harga sel itu merupakan salah satu penyebab harga PLTS menjadi mahal. Ditambah lagi harga sel surya fotovoltaik berbentuk kristal mahal, hal ini karena proses pembuatannya yang surya fotovoltaik berbentuk kristal mahal, hal ini karena proses pembuatannya yang rumit. Namun, kondisi geografis Indonesia yang banyak memiliki daerah terpencil sulit rumit. Namun, kondisi geografis Indonesia yang banyak memiliki daerah terpencil sulit dibubungkan dengan jaringan listrik PLN, kemudian sebagai negara tropis Indonesia dibubungkan dengan jaringan listrik PLN, kemudian sebagai negara tropis Indonesia mempunyai potensi energi surya yang tinggi, hal ini terlihat dari radiasi harian rata-rata mempunyai potensi energi surya yang tinggi, hal ini terlihat dari radiasi harian rata-rata permukaan wilayah Indonesia yang sebesar 4,5 kWh / m2 / hari, maka itu berarti prospek permukaan wilayah Indonesia yang sebesar 4,5 kWh / m2 / hari, maka itu berarti prospek penggunaan fotovoltaik di Indonesia pada masa mendatang cukup cerah. Untuk itulah penggunaan fotovoltaik di Indonesia pada masa mendatang cukup cerah. Untuk itulah perlu diusahakan untuk menekan harga fotovoltaik misalnya dengan cara sebagai berikut: perlu diusahakan untuk menekan harga fotovoltaik misalnya dengan cara sebagai berikut:

Pertama menggunakan bahan semikonduktor lain seperti Kadmium Sulfat dan Pertama menggunakan bahan semikonduktor lain seperti Kadmium Sulfat dan Galium Arsenik yang lebih kompetitif.

Galium Arsenik yang lebih kompetitif.

Ke dua meningkatkan efisiensi sel surya dari 10% menjadi 15%. Ke dua meningkatkan efisiensi sel surya dari 10% menjadi 15%.

Tentu saja agar efisiensi dari

Tentu saja agar efisiensi dari solar cellsolar cell bisa mencapai derajat yang tinggi makabisa mencapai derajat yang tinggi maka foton yang berasal dari sinar matahari harus mampu diserap yang sebanyak banyaknya, foton yang berasal dari sinar matahari harus mampu diserap yang sebanyak banyaknya, kemudian memperkecil refleksi dan rekombinasi serta memperbesar konduktivitas dari kemudian memperkecil refleksi dan rekombinasi serta memperbesar konduktivitas dari bahannya. Untuk bisa membuat agar foton yang terserap sebanyak banyaknya, maka bahannya. Untuk bisa membuat agar foton yang terserap sebanyak banyaknya, maka absorber harus memiliki energi band-gap dengan range yang lebar, sehingga absorber harus memiliki energi band-gap dengan range yang lebar, sehingga

(13)

memungkinkan serapan optimal atas sinar matahari yang mempunyai energi sangat memungkinkan serapan optimal atas sinar matahari yang mempunyai energi sangat bermacam-macam tersebut. Salah satu bahan yang sedang banyak diteliti adalah CuInSe2 bermacam-macam tersebut. Salah satu bahan yang sedang banyak diteliti adalah CuInSe2 yang dikenal merupakan salah satu dari direct semiconductor.

yang dikenal merupakan salah satu dari direct semiconductor.

4.4

4.4 Teknologi Pengembangan Modul FotovoltaikTeknologi Pengembangan Modul Fotovoltaik

4.4.1

4.4.1 Modul fotovoltaikModul fotovoltaik

Komponen utama sistem surya fotovoltaik adalah modul yang merupakan unit Komponen utama sistem surya fotovoltaik adalah modul yang merupakan unit rakitan beberapa sel surya fotovoltaik. Untuk membuat modul fotovoltaik secara rakitan beberapa sel surya fotovoltaik. Untuk membuat modul fotovoltaik secara pabrikasi bisa digunakan teknologi kristal dan thin film. Modul fotovoltaik kristal dapat pabrikasi bisa digunakan teknologi kristal dan thin film. Modul fotovoltaik kristal dapat dibuat

dibuat dengan dengan teknologi yteknologi yang ang relatif relatif sederhana, sederhana, sedangkan untuk msedangkan untuk membuat embuat selsel fotovoltaik diperlukan teknologi tinggi.

fotovoltaik diperlukan teknologi tinggi.

Modul fotovoltaik tersusun dari beberapa sel fotovoltaik yang dihubungkan secara Modul fotovoltaik tersusun dari beberapa sel fotovoltaik yang dihubungkan secara seri dan paralel. Biaya yang dikeluarkan untuk membuat modul sel surya yaitu sebesar seri dan paralel. Biaya yang dikeluarkan untuk membuat modul sel surya yaitu sebesar 60% dari biaya total. Jadi, jika modul sel surya itu bisa diproduksi di dalam negeri berarti 60% dari biaya total. Jadi, jika modul sel surya itu bisa diproduksi di dalam negeri berarti akan bisa menghemat biaya pembangunan PLTS.

akan bisa menghemat biaya pembangunan PLTS.

Untuk itulah, modul pembuatan sel surya di Indonesia tahap pertama adalah Untuk itulah, modul pembuatan sel surya di Indonesia tahap pertama adalah membuat bingkai (frame), kemudian membuat laminasi dengan sel-sel yang masih membuat bingkai (frame), kemudian membuat laminasi dengan sel-sel yang masih diimpor. Jika permintaan pasar banyak maka pembuatan sel yang dilaksanakan di dalam diimpor. Jika permintaan pasar banyak maka pembuatan sel yang dilaksanakan di dalam negeri akan semakin ekonomis, hal ini terjadi karena pada kenyataannya teknologi negeri akan semakin ekonomis, hal ini terjadi karena pada kenyataannya teknologi pembuatan sel surya dengan bahan silikon single dan poly cristal secara teoritis sudah pembuatan sel surya dengan bahan silikon single dan poly cristal secara teoritis sudah dikuasai.

dikuasai.

Dalam bidang fotovoltaik yang digunakan pada PLTS, di Indonesia ternyata telah Dalam bidang fotovoltaik yang digunakan pada PLTS, di Indonesia ternyata telah melewati tahapan penelitian dan pengembangan dan sekarang menuju tahapan melewati tahapan penelitian dan pengembangan dan sekarang menuju tahapan pelaksanaan dan instalasi guna elektrifikasi untuk daerah pedesaan. Teknologi ini cukup pelaksanaan dan instalasi guna elektrifikasi untuk daerah pedesaan. Teknologi ini cukup canggih dan memiliki keuntungan-keuntungan yaitu : harganya murah, ramah canggih dan memiliki keuntungan-keuntungan yaitu : harganya murah, ramah lingkungan, mudah dipasang dan dioperasikan serta mudah dirawat.

lingkungan, mudah dipasang dan dioperasikan serta mudah dirawat.

Sedangkan kendala utama yang dihadapi dalam pengembangan energi surya Sedangkan kendala utama yang dihadapi dalam pengembangan energi surya fotovoltaik adalah investasi awal yang besar dan harga per kWh listrik yang dibangkitkan fotovoltaik adalah investasi awal yang besar dan harga per kWh listrik yang dibangkitkan relatif tinggi,

relatif tinggi, karena memerlukan karena memerlukan subsistem yang subsistem yang terdiri atas terdiri atas baterai, unibaterai, unit pengatur t pengatur dandan inverter sesuai dengan kebutuhannya.

(14)

4.4.2

4.4.2 Teknologi Silikon dan GaAsTeknologi Silikon dan GaAs

Pada prinsipnya, sel surya adalah identik dengan piranti semikonduktor dioda. Pada prinsipnya, sel surya adalah identik dengan piranti semikonduktor dioda. Hanya saja dewasa ini strukturnya menjadi sedikit lebih rumit karena perancangannya Hanya saja dewasa ini strukturnya menjadi sedikit lebih rumit karena perancangannya yang lebih cermat guna meningkatkan derajat efisiensi. Untuk penggunaan secara luas yang lebih cermat guna meningkatkan derajat efisiensi. Untuk penggunaan secara luas dalam bentuk arus bolak-balik, masih diperlukan peralatan tambahan seperti inventer, dalam bentuk arus bolak-balik, masih diperlukan peralatan tambahan seperti inventer, baterei penyimpanan dan lain-lain.

baterei penyimpanan dan lain-lain.

Kemajuan penelitian atas material semikonduktor sebagai bahan inti sel surya, Kemajuan penelitian atas material semikonduktor sebagai bahan inti sel surya, telah menjadi faktor kunci bagi pengembangan teknologi ini. Dalam teknologi sel surya, telah menjadi faktor kunci bagi pengembangan teknologi ini. Dalam teknologi sel surya, terdapat berbagai pilihan penggunaan material intinya.

terdapat berbagai pilihan penggunaan material intinya.

Kristal tunggal silikon sebagai pioner dari sel surya memang masih menjadi Kristal tunggal silikon sebagai pioner dari sel surya memang masih menjadi pilihan sekarang karena teknologinya yang sudah mapan sehingga bisa mencapai efisiensi pilihan sekarang karena teknologinya yang sudah mapan sehingga bisa mencapai efisiensi lebih dari 20 % untuk skala riset. Sedangkan modul / panel sel surya kristal silikon yang lebih dari 20 % untuk skala riset. Sedangkan modul / panel sel surya kristal silikon yang sudah diproduksi berefisiensi sekitar 12 %. Namun demikian, penggunaan material ini sudah diproduksi berefisiensi sekitar 12 %. Namun demikian, penggunaan material ini dalam bentuk lempengan (waver) masih digolongkan mahal dan juga volume produksi dalam bentuk lempengan (waver) masih digolongkan mahal dan juga volume produksi lempeng silikon tidak dapat mencukupi kebutuhan pasar bila terjadi penggunaan sel surya lempeng silikon tidak dapat mencukupi kebutuhan pasar bila terjadi penggunaan sel surya ini secara massal. Sehingga untuk penggunaan secara besar-besaran harus dilakukan ini secara massal. Sehingga untuk penggunaan secara besar-besaran harus dilakukan uasaha untuk mempertipis lapisan silikonnya dari ketebalan sekarang yang mencapai uasaha untuk mempertipis lapisan silikonnya dari ketebalan sekarang yang mencapai ratusan mikron.

ratusan mikron.

Material yang berifisiensi tinggi lainnya adalah dari paduan golongan unsur III-V Material yang berifisiensi tinggi lainnya adalah dari paduan golongan unsur III-V GaAs dan InP. Walaupun secara teoritis efisiensinya bisa mencapai 35%, tetapi sulitnya GaAs dan InP. Walaupun secara teoritis efisiensinya bisa mencapai 35%, tetapi sulitnya menumbuhkan kristal tunggal berkualitas tinggi dari material-material di atas menumbuhkan kristal tunggal berkualitas tinggi dari material-material di atas menyebabkan harganya tergolong sangat mahal sehingga penggunaannya masih terbatas, menyebabkan harganya tergolong sangat mahal sehingga penggunaannya masih terbatas, terutama hanya untuk penggunaan di angkasa luar. Ditunjang oleh sifat material tersebut terutama hanya untuk penggunaan di angkasa luar. Ditunjang oleh sifat material tersebut yang tahan terhadap radiasi-radiasi di angkasa luar maka menggunakan bahan ini masih yang tahan terhadap radiasi-radiasi di angkasa luar maka menggunakan bahan ini masih menjadi pilihan utama. Hingga saat sekarang material golongan ini memang belum menjadi pilihan utama. Hingga saat sekarang material golongan ini memang belum dipertimbangkan untuk digunakan secara massal.

dipertimbangkan untuk digunakan secara massal.

Usaha yang sedang diupayakan sekarang untuk menekan harga pembuatannya Usaha yang sedang diupayakan sekarang untuk menekan harga pembuatannya adalah menumbuhkan lapisan GaAs di atas lempeng silikon. Namun, penggabungan dari adalah menumbuhkan lapisan GaAs di atas lempeng silikon. Namun, penggabungan dari dua material dengan struktur berbeda ini menyebabkan timbulnya

dua material dengan struktur berbeda ini menyebabkan timbulnya strainstrain pada lapisanpada lapisan antarmukanya sehingga menurunkan derajat efisiensi.

(15)

4.4.3

4.4.3 Sel surya film tipisSel surya film tipis

Pilihan yang paling diharapkan saat ini untuk dapat diproduksi secara massal Pilihan yang paling diharapkan saat ini untuk dapat diproduksi secara massal dengan harga yang murah adalah sel surya yang terbuat dari film tipis

dengan harga yang murah adalah sel surya yang terbuat dari film tipis (Thin film solar (Thin film solar cells).

cells). Di antaranya ada tiga material yang sedang dikembangkan secara intensif yaitu :Di antaranya ada tiga material yang sedang dikembangkan secara intensif yaitu : CuInSe

CuInSe22 (atau paduannya seperti CuIns(atau paduannya seperti CuIns22 atau CuInGaSeatau CuInGaSe22), ), CdTe CdTe dan dan Silikon Silikon amorf.amorf.

Tingkat efisiensi bahan-bahan tersebut sekitar 10%, sel surya film tipis ini sudah layak Tingkat efisiensi bahan-bahan tersebut sekitar 10%, sel surya film tipis ini sudah layak untuk diproduksi massal dengan harga yang dapat bersaing dengan sumber energi listrik untuk diproduksi massal dengan harga yang dapat bersaing dengan sumber energi listrik yang lain. Untuk ketiga material di atas hanya dibutuhkan ketebalan sekitar satu mikron yang lain. Untuk ketiga material di atas hanya dibutuhkan ketebalan sekitar satu mikron agar membentuk sel surya yang efisien, hal ini disebabkan oleh daya serap cahayanya agar membentuk sel surya yang efisien, hal ini disebabkan oleh daya serap cahayanya yang besar.

yang besar.

Sel surya film tipis CdTe telah dapat diproduksi dalam bentuk modul percobaan Sel surya film tipis CdTe telah dapat diproduksi dalam bentuk modul percobaan dengan efisiensi sekitar 10%. Sebenarnya cukup layak pula untuk diproduksi secara dengan efisiensi sekitar 10%. Sebenarnya cukup layak pula untuk diproduksi secara massal. Persoalannya adalah material ini belum dapat diterima dengan baik karena massal. Persoalannya adalah material ini belum dapat diterima dengan baik karena mengandung unsur cadmium. Dampak buruk bahan ini adalah bila rumah yang atapnya mengandung unsur cadmium. Dampak buruk bahan ini adalah bila rumah yang atapnya dinstal sel surya CdTe terbakar, unsur cadmium ini akan menimbulkan polusi yang dinstal sel surya CdTe terbakar, unsur cadmium ini akan menimbulkan polusi yang membahayakan.

membahayakan.

Material CuInSe

Material CuInSe22 juga sangat diharapkan agar dapat digunakan secara luas,juga sangat diharapkan agar dapat digunakan secara luas,

material dengan daya absorpsi cahaya yang besar ini, secara teoritis mempunyai efisiensi material dengan daya absorpsi cahaya yang besar ini, secara teoritis mempunyai efisiensi 20% bahkan lebih. Dalam skala laboratorium saat ini telah diupayakan derajat efisiensi di 20% bahkan lebih. Dalam skala laboratorium saat ini telah diupayakan derajat efisiensi di atas 15%. Kesulitan dari material yang masih baru ini adalah sukarnya mengontrol atas 15%. Kesulitan dari material yang masih baru ini adalah sukarnya mengontrol komposisi dari ketiga unsur pembentuknya terutama saat diproduksi dalam sekala yang komposisi dari ketiga unsur pembentuknya terutama saat diproduksi dalam sekala yang besar secara massal, sehingga masih akan mengahadapi kesulitan terutama dalam besar secara massal, sehingga masih akan mengahadapi kesulitan terutama dalam memproduksi modul dengan kualitas yang sama. Mencari proses pembuatan yang murah memproduksi modul dengan kualitas yang sama. Mencari proses pembuatan yang murah dan layak untuk produksi massal adalah masalah yang menjadi pusat perhatian untuk dan layak untuk produksi massal adalah masalah yang menjadi pusat perhatian untuk material golongan ini.

material golongan ini.

Yang terakhir adalah silikon amorf. Material ini juga dikenal sebagai bahan dasar Yang terakhir adalah silikon amorf. Material ini juga dikenal sebagai bahan dasar pembuatan

pembuatan flat panel display flat panel displayuntuk layar komputer atau televisi portabel, hal iniuntuk layar komputer atau televisi portabel, hal ini dimungkinkan karena material ini bisa dikembangkan dalam ukuran besar dengan lebar dimungkinkan karena material ini bisa dikembangkan dalam ukuran besar dengan lebar lebih dari satu meter. Film tipis silikon amorf biasanya dibuat dengan menguraikan gas lebih dari satu meter. Film tipis silikon amorf biasanya dibuat dengan menguraikan gas monosilane (SiH

(16)

discharge)

discharge) pada suhu yang relatif rendah (250pada suhu yang relatif rendah (250oo C). Material ini tergolong yang palingC). Material ini tergolong yang paling murah di antara semua sel surya film tipis. Secara teoritis, bahan ini dapat menghasilkan murah di antara semua sel surya film tipis. Secara teoritis, bahan ini dapat menghasilkan derajat efisiensi sekitar 15-16%. Kelemahannya adalah adanya degrasi / penurunan derajat efisiensi sekitar 15-16%. Kelemahannya adalah adanya degrasi / penurunan efisiensi sekitar 30% dari harga awal, saat pertama kali disinari, walaupun pada akhirnya efisiensi sekitar 30% dari harga awal, saat pertama kali disinari, walaupun pada akhirnya menjadi stabil (efek

menjadi stabil (efek Staebler WronskiStaebler Wronski). Panel sel surya dengan efisiensi (setelah). Panel sel surya dengan efisiensi (setelah terdegradasi) 10% sudah berhasil dibuat. Walaupun nilai efisiensi tersebut sudah masuk terdegradasi) 10% sudah berhasil dibuat. Walaupun nilai efisiensi tersebut sudah masuk kategori layak produksi, usaha untuk menyempurnakan proses pembuatannya masih terus kategori layak produksi, usaha untuk menyempurnakan proses pembuatannya masih terus berlangsung guna menekan serendah mungkin harga jualnya.

berlangsung guna menekan serendah mungkin harga jualnya.

Ada dua hal lain yang juga sering dipertanyakan orang terhadap sel surya. Yang Ada dua hal lain yang juga sering dipertanyakan orang terhadap sel surya. Yang pertama adalah polusi. Meskipun saat menggunakannya, sel surya tidak menyebabkan pertama adalah polusi. Meskipun saat menggunakannya, sel surya tidak menyebabkan polusi tapi saat pembuatannya (seperti industri semikonduktor lainnya) tetap polusi tapi saat pembuatannya (seperti industri semikonduktor lainnya) tetap menimbulkan dampak limbah / polusi. Yang kedua adalah adanya parameter

menimbulkan dampak limbah / polusi. Yang kedua adalah adanya parameter “energy“energy

pay- pay-back time”back time” yang menyatakan lamanya waktu yang diperlukan oleh sel surya untuk yang menyatakan lamanya waktu yang diperlukan oleh sel surya untuk menghasilkan energi yang sama dengan energi yang dipakai saat pembuatan sel surya itu menghasilkan energi yang sama dengan energi yang dipakai saat pembuatan sel surya itu sendiri. Terhadap dua hal di atas, sel surya film tipis silikon amorf ternyata lebih unggul sendiri. Terhadap dua hal di atas, sel surya film tipis silikon amorf ternyata lebih unggul dibandingkan dengan sel surya lainnya.

dibandingkan dengan sel surya lainnya.

4.4.4

4.4.4 Hibrida denganHibrida dengan nickel-cadmium batteries nickel-cadmium batteries

Cadmium, dengan lambang kimia Cd, Silvery-White unsur metalik yang mudah Cadmium, dengan lambang kimia Cd, Silvery-White unsur metalik yang mudah dibentuk. Nomor atom

dibentuk. Nomor atom cadmium adalah cadmium adalah 48, 48, unsur ini unsur ini adalah salah satu adalah salah satu dari elemendari elemen transisi di dalam kelompok 12 atau IIB, pada daftar susunan unsur kimia dikenal sebagai transisi di dalam kelompok 12 atau IIB, pada daftar susunan unsur kimia dikenal sebagai daftar Hukum Berkala.

daftar Hukum Berkala.

Cadmium telah ditemukan 1817 oleh Ahli kimia Jerman Friedrich Stromeyer, ia Cadmium telah ditemukan 1817 oleh Ahli kimia Jerman Friedrich Stromeyer, ia menemukan Cadmium

menemukan Cadmium di dalam ldi dalam lapisan / kerak apisan / kerak dalam tungku dalam tungku perapian seng. Cadmiumperapian seng. Cadmium telah digunakan sebagai material pelapis dalam perangkat pembangkit tenaga atom telah digunakan sebagai material pelapis dalam perangkat pembangkit tenaga atom karena tingginya kemampuan serap terhadap low-energy netron.

karena tingginya kemampuan serap terhadap low-energy netron.

Oleh karena itulah Sulfida Cadmium digunakan juga sebagai sel photovoltaic, dan Oleh karena itulah Sulfida Cadmium digunakan juga sebagai sel photovoltaic, dan Sulfida Cadmium juga dimanfaatkan dalam pembuatan nickel-cadmium baterei.

(17)

Another alkaline cell similar to the Edison battery is the nickel-cadmium cell, or Another alkaline cell similar to the Edison battery is the nickel-cadmium cell, or cadmium battery, in which the iron electrode is replaced by one consisting of cadmium. It cadmium battery, in which the iron electrode is replaced by one consisting of cadmium. It also produces about 1.15 V, and its useful lifetime is about 25 years.

also produces about 1.15 V, and its useful lifetime is about 25 years.

A new type of storage battery with a life expectancy of from 10 to 20 years was A new type of storage battery with a life expectancy of from 10 to 20 years was demonstrated recently by Sonotone Corporation. The battery is half the size and will cost demonstrated recently by Sonotone Corporation. The battery is half the size and will cost half as much as conventional batteries. The grids of both positive and negative plates half as much as conventional batteries. The grids of both positive and negative plates consist of sintered, carbonyl-nickel powder. The active material of the positive plate consist of sintered, carbonyl-nickel powder. The active material of the positive plate when charged is nickel oxide and that of the negative plate is cadmium. The electrolyte is when charged is nickel oxide and that of the negative plate is cadmium. The electrolyte is a 30 per cent by weight solution of potassium hydroxide, the specific gravity of which is a 30 per cent by weight solution of potassium hydroxide, the specific gravity of which is 1.29 at room temperature. During charge and discharge no over-all chemical change 1.29 at room temperature. During charge and discharge no over-all chemical change occurs in the electrolyte so that there are no appreciable changes in the specific gravity as occurs in the electrolyte so that there are no appreciable changes in the specific gravity as the state of a cell changes. The potential of the cell at room temperature is approximately the state of a cell changes. The potential of the cell at room temperature is approximately 1.3 volts, and the terminal voltage when the cell is delivering current is about 1.2 volts. 1.3 volts, and the terminal voltage when the cell is delivering current is about 1.2 volts.

The cells will withstand extreme conditions of temperature and can be charged at The cells will withstand extreme conditions of temperature and can be charged at temperatures as low as -40°F. and operate at temperatures as low as -65°F. One of the temperatures as low as -40°F. and operate at temperatures as low as -65°F. One of the demonstrations showed the operation of the battery under circumstances that would cause demonstrations showed the operation of the battery under circumstances that would cause other types to cease functioning. A nickel-cadmium unit was frozen in ice with cables other types to cease functioning. A nickel-cadmium unit was frozen in ice with cables through the ice connected to an automobile-motor starter. The battery repeatedly started through the ice connected to an automobile-motor starter. The battery repeatedly started the motor without difficulty. It is also unaffected by shock and vibration and is not the motor without difficulty. It is also unaffected by shock and vibration and is not injured by overcharging, reversed charging, and short circuit.

injured by overcharging, reversed charging, and short circuit.

Although the initial cost of this battery is greater than that of conventional types, Although the initial cost of this battery is greater than that of conventional types, it is expected that the actual cost will be considerably lower because of the long life it is expected that the actual cost will be considerably lower because of the long life expectancy.

expectancy.

Power for electronic equipment is furnished by 19,000 solar cells covering more Power for electronic equipment is furnished by 19,000 solar cells covering more than 70% of the total sphere surface. They convert sunlight directly to electricity which than 70% of the total sphere surface. They convert sunlight directly to electricity which charges a nickel cadmium storage battery when the satellite is in sunlight. The battery charges a nickel cadmium storage battery when the satellite is in sunlight. The battery runs the equipment when Courier is in the earth's shadow.

(18)

4.4.5

4.4.5 Hibrida Hibrida dengan dengan pembangkit pembangkit lainlain

Dalam penerapannya fotovoltaik dapat digabungkan dengan pembangkit lain seperti Dalam penerapannya fotovoltaik dapat digabungkan dengan pembangkit lain seperti pembangkit tenaga diesel ( PLTD ) dan pembangkit listrik tenaga mikro hidro ( PLTM ). pembangkit tenaga diesel ( PLTD ) dan pembangkit listrik tenaga mikro hidro ( PLTM ). Penggabungan ini dinamakan sistem hibrida yang tujuannya untuk mendapatkan daya Penggabungan ini dinamakan sistem hibrida yang tujuannya untuk mendapatkan daya guna yang optimal.

guna yang optimal. ●

● Pada sistem ini hibrida PLTS merupakan komponen utama, sedang pembangkitPada sistem ini hibrida PLTS merupakan komponen utama, sedang pembangkit listrik lainnya digunakan untuk mengkompensasi kelemahan sistem PLTS dan listrik lainnya digunakan untuk mengkompensasi kelemahan sistem PLTS dan mengantisipasi ketidakpastian cuaca dan sinar matahari.

mengantisipasi ketidakpastian cuaca dan sinar matahari. ●

● Pada sistem PLTS-PLTD, maka PLTD-nya akan digunakan sebagai "bank up"Pada sistem PLTS-PLTD, maka PLTD-nya akan digunakan sebagai "bank up" untuk mengatasi beban maksimal. Pengkajian dan penerapan sistem ini sudah dilakukan untuk mengatasi beban maksimal. Pengkajian dan penerapan sistem ini sudah dilakukan di Bima (NTB) dengan kapasitas PLTS 13,5 kWp dan PLTD 40 kWp.

di Bima (NTB) dengan kapasitas PLTS 13,5 kWp dan PLTD 40 kWp.

●

● Penggabungan antara PLTS dengan PLTM mempunyai prospek yang cera, hal iniPenggabungan antara PLTS dengan PLTM mempunyai prospek yang cera, hal ini karena sumber

karena sumber air yang air yang dibutuhkadibutuhkan PLn PLTM relatif sedikiTM relatif sedikit tipikal ini t tipikal ini banyak dijumpai banyak dijumpai didi desa-desa. Untuk itulah pemerintah Indonesia dengan pemerintah Jepang telah desa-desa. Untuk itulah pemerintah Indonesia dengan pemerintah Jepang telah merealisasi penerapan sistem model hidro ini di desa Taratak (Lombok Tengah) dengan merealisasi penerapan sistem model hidro ini di desa Taratak (Lombok Tengah) dengan kapasitas PLTS 48 kWp dan PLTM sebesar 6,3 kW.

kapasitas PLTS 48 kWp dan PLTM sebesar 6,3 kW.

●

● Pada sistem hibrida antara fotovoltaik denganPada sistem hibrida antara fotovoltaik dengan Fuel CellFuel Cell (sel bahan bakar), selisih(sel bahan bakar), selisih antara kebutuhan listrik pada beban dan listrik yang dihasilkan oleh fotovoltaik akan antara kebutuhan listrik pada beban dan listrik yang dihasilkan oleh fotovoltaik akan dipenuhi oleh fuel cell.

dipenuhi oleh fuel cell. Controller Controller berfungsi untuk mengatur fuel cell agar listrik yangberfungsi untuk mengatur fuel cell agar listrik yang keluar sesuai dengan kepeluan. Arus DC yang dihasilkan fuel cell dan arus fotovoltaik keluar sesuai dengan kepeluan. Arus DC yang dihasilkan fuel cell dan arus fotovoltaik digabungkan pada tegangan DC yang sama kemudian diteruskan ke

digabungkan pada tegangan DC yang sama kemudian diteruskan ke power conditioning power conditioning subsystem

subsystem ( PCS ) yang berfungsi untuk mengubah arus DC menjadi arus AC.( PCS ) yang berfungsi untuk mengubah arus DC menjadi arus AC. Keuntungan sistem ini adalah efisiensinya tinggi sehingga dapat menghemat bahan bakar, Keuntungan sistem ini adalah efisiensinya tinggi sehingga dapat menghemat bahan bakar, dan kehilangan daya listrik dapat diperkecil dengan menempatkan fuel cell dekat dengan dan kehilangan daya listrik dapat diperkecil dengan menempatkan fuel cell dekat dengan pusat beban.

(19)

BAB V

SIMPULAN DAN SARAN

5.1 Simpulan 5.1 Simpulan

Setelah mengkaji uraian pada bab-bab dan sub bab nya masing-masing, maka ada Setelah mengkaji uraian pada bab-bab dan sub bab nya masing-masing, maka ada beberapa simpulan yang dapat diambil :

beberapa simpulan yang dapat diambil : 1.

1. Dunia membutuhkan sumber energi alternatif ramah lingkungan yangDunia membutuhkan sumber energi alternatif ramah lingkungan yang ketersediaannya memadai, murah serta dapat diperbarui (

ketersediaannya memadai, murah serta dapat diperbarui ( renewable energyrenewable energy).). 2.

2. Salah satu sumber energi yang memiliki prospek sangat menjanjikan baik dilihatSalah satu sumber energi yang memiliki prospek sangat menjanjikan baik dilihat dari sisi biaya maupun dari sudut pandang lingkungan hidup dan jumlah dari sisi biaya maupun dari sudut pandang lingkungan hidup dan jumlah ketersediaannya adalah energi yang berasal dari sinar matahari.

ketersediaannya adalah energi yang berasal dari sinar matahari. 3.

3. Permasalahan mendasar dalam teknologiPermasalahan mendasar dalam teknologi solar cellsolar cell adalah kenyataan derajatadalah kenyataan derajat efisiensi yang sangat rendah dalam upaya pengubahan energi surya menjadi efisiensi yang sangat rendah dalam upaya pengubahan energi surya menjadi energi listrik. Hingga saat ini efisiensi tertinggi yang berhasil dicapai tidak lebih energi listrik. Hingga saat ini efisiensi tertinggi yang berhasil dicapai tidak lebih dari 20 persen, itupun masih dalam skala laboratoris.

dari 20 persen, itupun masih dalam skala laboratoris. 4.

4. Energi sinar Energi sinar matahari dapat matahari dapat diubah menjadi diubah menjadi arus listrik yarus listrik yang searah ang searah dengandengan menggunakan silikon yang tipis. Kristal Silikon berbentuk silindris yang tebalnya menggunakan silikon yang tipis. Kristal Silikon berbentuk silindris yang tebalnya 0,3 mm, disebut juga dengan nama sel surya fotovoltaik.

0,3 mm, disebut juga dengan nama sel surya fotovoltaik. 5.

5. Untuk menekan harga fotovoltaik dapat dilakukan dengan cara :Untuk menekan harga fotovoltaik dapat dilakukan dengan cara :

Pertama menggunakan bahan semikonduktor lain seperti Kadmium Sulfat Pertama menggunakan bahan semikonduktor lain seperti Kadmium Sulfat dan Galium Arsenik yang lebih kompetitif.

dan Galium Arsenik yang lebih kompetitif.

Ke-dua meningkatkan efisiensi sel surya dari 10% menjadi 15%. Ke-dua meningkatkan efisiensi sel surya dari 10% menjadi 15%.

6.

6. Teknologi Pengembangan Modul Fotovoltaik ada beberapa :Teknologi Pengembangan Modul Fotovoltaik ada beberapa :

a.

a. Modul Fotovoltaik Modul Fotovoltaik

Modul fotovoltaik tersusun dari beberapa sel fotovoltaik yang dihubungkan Modul fotovoltaik tersusun dari beberapa sel fotovoltaik yang dihubungkan secara seri dan paralel. Biaya yang dikeluarkan untuk membuat modul sel surya sebesar secara seri dan paralel. Biaya yang dikeluarkan untuk membuat modul sel surya sebesar

(20)

60% dari biaya total. Jadi, jika modul sel surya itu bisa diproduksi di dalam negeri berarti 60% dari biaya total. Jadi, jika modul sel surya itu bisa diproduksi di dalam negeri berarti akan bisa menghemat biaya pembangunan PLTS.

akan bisa menghemat biaya pembangunan PLTS.

b.

b. Teknologi Silikon dan GaAsTeknologi Silikon dan GaAs

Pada prinsipnya, sel surya adalah identik dengan piranti semikonduktor dioda, Pada prinsipnya, sel surya adalah identik dengan piranti semikonduktor dioda, hanya saja strukturnya lebih rumit karena perancangannya yang lebih cermat guna hanya saja strukturnya lebih rumit karena perancangannya yang lebih cermat guna meningkatkan derajat efisiensi. Untuk penggunaan secara luas dalam bentuk arus meningkatkan derajat efisiensi. Untuk penggunaan secara luas dalam bentuk arus bolak-balik, masih diperlukan peralatan tambahan seperti inventer, baterei penyimpanan dan balik, masih diperlukan peralatan tambahan seperti inventer, baterei penyimpanan dan lain-lain.

lain-lain.

c.

c. Sel Surya Film TipisSel Surya Film Tipis

Pilihan yang paling diharapkan saat ini untuk dapat diproduksi secara massal Pilihan yang paling diharapkan saat ini untuk dapat diproduksi secara massal dengan harga yang murah adalah sel surya yang terbuat dari film tipis

dengan harga yang murah adalah sel surya yang terbuat dari film tipis (Thin film solar (Thin film solar cells).

cells).

d.

d. Hibrida denganHibrida dengan nickel-cadmium batteries nickel-cadmium batteries

e.

e. Hibrida dengan pembangkit lainHibrida dengan pembangkit lain

Dalam penerapannya fotovoltaik dapat digabungkan dengan pembangkit lain seperti Dalam penerapannya fotovoltaik dapat digabungkan dengan pembangkit lain seperti pembangkit tenaga diesel ( PLTD ) dan pembangkit listrik tenaga mikro hidro ( PLTM ). pembangkit tenaga diesel ( PLTD ) dan pembangkit listrik tenaga mikro hidro ( PLTM ). Penggabungan ini dinamakan sistem hibrida yang tujuannya untuk mendapatkan daya Penggabungan ini dinamakan sistem hibrida yang tujuannya untuk mendapatkan daya guna yang optimal.

guna yang optimal.

5.2 Saran 5.2 Saran

1.

1. Sangat menyarankan untuk dilaksanakannya penelitian, penulisan dan penerapanSangat menyarankan untuk dilaksanakannya penelitian, penulisan dan penerapan teknologi

teknologi solar cellsolar cell dengan derajat efisiensi yang yang terus ditingkatkan dalamdengan derajat efisiensi yang yang terus ditingkatkan dalam pengubahan energi surya menjadi energi listrik.

pengubahan energi surya menjadi energi listrik. 2.

2. Menyarankan lebih lanjut kerjasama beberapa pihak seperti pemerintah,Menyarankan lebih lanjut kerjasama beberapa pihak seperti pemerintah, pengusaha swasta dan ilmuwan peneliti untuk mempercepat dan memastikan pengusaha swasta dan ilmuwan peneliti untuk mempercepat dan memastikan upaya penerapan teknologi

(21)

Demikianlah simpulan dan saran yang dapat kami sajikan dalam karya tulis ini, Demikianlah simpulan dan saran yang dapat kami sajikan dalam karya tulis ini, semoga seluruh muatan naskah ini ada manfaatnya bagi siapapun yang berkenan untuk semoga seluruh muatan naskah ini ada manfaatnya bagi siapapun yang berkenan untuk membaca dan mengkajinya lebih lanjut.

membaca dan mengkajinya lebih lanjut.

Keterangan gambar : Keterangan gambar :

Sebuah rumah pengguna tenaga surya, di Corrales, New Mexico, lempeng datar Sebuah rumah pengguna tenaga surya, di Corrales, New Mexico, lempeng datar pengumpul tenaga surya (kanan bawah) adalah komponen penyedia energi bagi penghuni pengumpul tenaga surya (kanan bawah) adalah komponen penyedia energi bagi penghuni rumah tersebut.

(22)

Ketrangan gambar : Ketrangan gambar :

Perangkat lempeng datar pengumpul energi surya, dimanfaatkan untuk memanaskan Perangkat lempeng datar pengumpul energi surya, dimanfaatkan untuk memanaskan bejana air berbahan tembaga, yang lebih lanjut menjadi penghangat ruangan dan bejana air berbahan tembaga, yang lebih lanjut menjadi penghangat ruangan dan penyedia kebutuhan akan air panas bagi penghuni rumah.

(23)

Experiments menggunakan photovoltaics yang berkesinambungan di Gurun Arizona. Experiments menggunakan photovoltaics yang berkesinambungan di Gurun Arizona.

03 0303030303

(24)

Satelit

Satelit Misi MaMisi Maksimum, ksimum, satelit ilmisatelit ilmiah yah yang ang dirancang dirancang untuk muntuk mempelajari radiasiempelajari radiasi matahari

(25)

BIODATA PENULIS BIODATA PENULIS

Nama

Nama : : Putu Putu Rusdi Rusdi AriawanAriawan TTL

TTL : : Denpasar. Denpasar. 19 19 April April 19901990 Agama

Agama : : HinduHindu

Mahasiswa Teknik Elektro Unv. Udayana Mahasiswa Teknik Elektro Unv. Udayana Email :

Email : turusdi.info@gmail.comturusdi.info@gmail.com

www.facebook.com/turusdi