BAB I PENDAHULUAN
1. Latar belakang masalah
Matahari adalah bola raksasa yang terbentuk dari gas hidrogen dan helium. Matahari termasuk bintang berwarna putih yang berperan sebagai pusat tata surya. Seluruh komponen tata surya termasuk 8 planet dan satelit masing-masing, planet-planet kerdil, asteroid, komet, dan debu angkasa berputar mengelilingi matahari. Di samping sebagai pusat peredaran, matahari juga merupakan sumber energi untuk kehidupan yang berkelanjutan. Panas matahari menghangatkan bumi dan membentuk iklim, sedangkan cahayanya menerangi Bumi serta dipakai oleh tumbuhan untuk proses fotosintesis. Tanpa matahari, tidak akan ada kehidupan di bumi karena banyak reaksi kimia yang tidak dapat berlangsung.
Nicolaus Copernicus adalah orang pertama yang mengemukakan teori bahwa matahari adalah pusat peredaran tata surya di abad 16. Teori ini kemudian dibuktikan oleh Galileo Galilei dan pengamat angkasa lainnya. Teori yang kemudian dikenal dengan nama heliosentrisme ini mematahkan teori geosentrisme (bumi sebagai pusat tata surya) yang dikemukakan oleh Ptolemy dan telah bertahan sejak abad ke dua sebelum masehi. Konsep fusi nuklir yang dikemukakan oleh Subrahmanyan Chandrasekhar dan Hans Bethe pada tahun 1930 akhirnya dapat menjelaskan apa itu matahari secara tepat.
2. Tujuan permasalahan
• Mengetahui apa itu matahari dan strukturnya • Mengetahui karakteristik umum matahari • Mengetahui gangguan-gangguan pada matahari • Mengetahui energy matahari
• Mengetahui manfaat dan peran matahari
ISI A. MATAHARI
Matahari adalah bintang terdekat dengan Bumi dengan jarak rata-rata 149.680.000 kilometer (93.026.724 mil). Matahari serta kedelapan buah planet (yang sudah diketahui/ditemukan oleh manusia) membentuk Tata Surya. Matahari dikategorikan sebagai bintang kecil jenis G. Matahari adalah suatu bola gas yang pijar dan ternyata tidak berbentuk bulat betul. Matahari mempunyai katulistiwa dan kutub karena gerak rotasinya. Garis tengah ekuatorialnya 864.000 mil, sedangkan garis tengah antar kutubnya 43 mil lebih pendek. Matahari merupakan anggota Tata Surya yang paling besar, karena 98% massa Tata Surya terkumpul pada matahari. Benda langit di jagat raya ini jumlahnya banyak sekali. Ada yang dapat memancarkan cahaya sendiri ada juga yang tidak dapat memancarkan cahaya sendiri, tetapi hanya memantulkan cahaya dari benda lain.
Di samping sebagai pusat peredaran, matahari juga merupakan pusat sumber tenaga di lingkungan tata surya. Matahari terdiri dari inti dan tiga lapisan kulit, masing-masing fotosfer, kromosfer dan korona. Untuk terus bersinar, matahari yang terdiri dari gas panas menukar zat hidrogen dengan zat helium melalui reaksi fusi nuklir pada kadar 600 juta ton, dengan itu kehilangan empat juta ton massa setiap saat.
Matahari dipercayai terbentuk pada 4,6 miliar tahun lalu. Kepadatan massa matahari adalah 1,41 berbanding massa air. Jumlah tenaga matahari yang sampai ke permukaan Bumi yang dikenali sebagai konstan surya menyamai 1.370 watt per meter persegi setiap saat. Matahari sebagai pusat Tata Surya merupakan bintang generasi kedua. Material dari matahari terbentuk dari ledakan bintang generasi pertama seperti yang diyakini oleh ilmuwan, bahwasanya alam semesta ini terbentuk oleh ledakan big bang sekitar 14.000 juta tahun lalu.
KARAKTERISTIK UMUM MATAHARI
Diameter matahari adalah 11 kali diameter planet terbesar, Jupiter. Matahari berbentuk bola yang berpijar dengan senyawa penyusun utama berupa gas hidrogen (74%) dan helium (25%) terionisasi. Senyawa penyusun lainnya terdiri dari besi, nikel, silikon, sulfur, magnesium, karbon, neon, kalsium, dan kromium. Cahaya matahari berasal dari hasil reaksi fusi hidrogen menjadi helium.
Berdasarkan penghitungan menggunakan Hukum Newton dengan melibatkan nilai kecepatan orbit Bumi, jarak matahari, dan gaya gravitasi, diperoleh massa matahari sebesar 1,989x1030 kilogram.
Angka tersebut sama dengan 333.000 kali massa Bumi. Sementara itu, diameter matahari adalah 1.392.000 kilometer atau 865.000 mil, sama dengan 109 kali diameter bumi. Sebagai perbandingan,
sebanyak 1,3 juta planet seukuran Bumi dapat masuk ke dalam matahari. Oleh karena itu, matahari menjadi obyek terbesar di tata surya dengan massa mencapai 99,85% dari total massa tata surya.
STRUKTUR MATAHARI
Matahari memiliki enam lapisan yang masing-masing memiliki karakteristik tertentu. Keenam lapisan tersebut meliputi inti matahari, zona radioaktif, dan zona konvektif yang membentuk lapisan dalam (interior); fotosfer; kromosfer; dan korona sebagai daerah terluar dari matahari.
Inti matahari
Inti adalah area terdalam dari matahari yang memiliki suhu sekitar 15 juta derajat Celcius (27 juta derajat Fahrenheit). Berdasarkan perbandingan radius/diameter, bagian inti berukuran seperempat jarak dari pusat ke permukaan dan 1/64 total volume matahari. Kepadatannya adalah sekitar 150 g/cm3. Suhu
dan tekanan yang sedemikian tingginya memungkinkan adanya pemecahan atom-atom menjadi elektron, proton, dan neutron.Neutron yang tidak bermuatan akan meninggalkan inti menuju bagian matahari yang lebih luar. Sementara itu, energi panas di dalam inti menyebabkan pergerakan elektron dan proton sangat cepat dan bertabrakan satu dengan yang lain menyebabkan reaksi fusi nuklir (sering juga disebut termonuklir). Inti matahari adalah tempat berlangsungnya reaksi fusi nuklir helium menjadi hidrogen. Energi hasil reaksi termonuklir di inti berupa sinar gamma dan neutrino memberi tenaga sangat besar sekaligus menghasilkan seluruh energi panas dan cahaya yang diterima di bumi. Energi tersebut dibawa keluar dari matahari melalui radiasi.
Zona radiatif
Zona radiatif adalah daerah yang menyelubungi inti matahari. Energi dari inti dalam bentuk radiasi berkumpul di daerah ini sebelum diteruskan ke bagian matahari yang lebih luar. Kepadatan zona radiatif adalah sekitar 20 g/cm3 dengan suhu dari bagian dalam ke luar antara 7 juta hingga 2 juta derajat
Celcius. Suhu dan densitas zona radiatif masih cukup tinggi, namun tidak memungkinkan terjadinya reaksi fusi nuklir.
Zona konvektif
Zona konvektif adalah lapisan di mana suhu mulai menurun. Suhu zona konvektif adalah sekitar 2 juta derajat Celcius (3.5 juta derajat Fahrenheit). Setelah keluar dari zona radiatif, atom-atom berenergi dari inti matahari akan bergerak menuju lapisan lebih luar yang memiliki suhu lebih rendah. Penurunan suhu tersebut menyebabkan terjadinya perlambatan gerakan atom sehingga pergerakan secara radiasi menjadi kurang efisien lagi. Energi dari inti matahari membutuhkan waktu 170.000 tahun untuk mencapai zona konvektif. Saat berada di zona konvektif, pergerakan atom akan terjadi secara konveksi di area sepanjang beberapa ratus kilometer yang tersusun atas sel-sel gas raksasa yang terus bersirkulasi. Atom-atom bersuhu tinggi yang baru keluar dari zona radiatif akan bergerak dengan lambat mencapai lapisan terluar zona konvektif yang lebih dingin menyebabakan atom-atom tersebut "jatuh" kembali ke lapisan teratas zona radiatif yang panas yang kemudian kembali naik lagi. Peristiwa ini terus berulang menyebabkan adanya pergerakan bolak-balik yang menyebabakan transfer energi seperti yang terjadi saat memanaskan air dalam panci. Oleh sebab itu, zona konvektif dikenal juga dengan nama zona pendidihan (the boiling zone). Materi energi akan mencapai bagian atas zona konvektif dalam waktu beberapa minggu.
Fotosfer
Fotosfer atau permukaan matahari meliputi wilayah setebal 500 kilometer dengan suhu sekitar 5.500 derajat Celcius (10.000 derajat Fahrenheit). Sebagian besar radiasi matahari yang dilepaskan keluar berasal dari fotosfer. Energi tersebut diobservasi sebagai sinar matahari di bumi, 8 menit setelah meninggalkan matahari.
Kromosfer
Kromosfer adalah lapisan di atas fotosfer. Warna dari kromosfer biasanya tidak terlihat karena tertutup cahaya yang begitu terang yang dihasilkan fotosfer. Namun saat terjadi gerhana matahari total, di mana bulan menutupi fotosfer, bagian kromosfer akan terlihat sebagai bingkai berwarna merah di sekeliling matahari. Warna merah tersebut disebabkan oleh tingginya kandungan helium di sana.
Korona
Korona merupakan lapisan terluar dari matahari. Lapisan ini berwarna putih, namun hanya dapat dilihat saat terjadi gerhana karena cahaya yang dipancarkan tidak sekuat bagian matahari yang lebih dalam. Saat gerhana total terjadi, korona terlihat membentuk mahkota cahaya berwarna putih di sekeliling
matahari. Lapisan korona memiliki suhu yang lebih tinggi dari bagian dalam matahari dengan rata-rata 2 juta derajat Fahrenheit, namun di beberapa bagian bisa mencapai suhu 5 juta derajat Fahrenheit.
PERGERAKAN MATAHARI
Matahari mempunyai dua macam pergerakan, yaitu sebagai berikut :
1. Matahari berotasi pada sumbunya dengan selama sekitar 27 hari untuk mencapai satu kali putaran. Gerakan rotasi ini pertama kali diketahui melalui pengamatan terhadap perubahan posisi bintik matahari. Sumbu rotasi matahari miring sejauh 7,25° dari sumbu orbit bumi sehingga kutub utara matahari akan lebih terlihat di bulan September sementara kutub selatan matahari lebih terlihat di bulan Maret. Matahari bukanlah bola padat, melainkan bola gas, sehingga matahari tidak berotasi dengan kecepatan yang seragam. Ahli astronomi mengemukakan bahwa rotasi bagian interior matahari tidak sama dengan bagian permukaannya. Bagian inti dan zona radiatif berotasi bersamaan, sedangkan zona konvektif dan fotosfer juga berotasi bersama namun dengan kecepatan yang berbeda. Bagian ekuatorial (tengah) memakan waktu rotasi sekitar 24 hari sedangkan bagian kutubnya berotasi selama sekitar 31 hari.Sumber perbedaan waktu rotasi matahari tersebut masih diteliti.
2. Matahari dan keseluruhan isi tata surya bergerak di orbitnya mengelilingi galaksi Bimasakti. Matahari terletak sejauh 28.000 tahun cahaya dari pusat galaksi Bimasakti. Kecepatan rata-rata pergerakan ini adalah 828.000 km/jam sehingga diperkirakan akan membutuhkan waktu 230 juta tahun untuk mencapai satu putaran sempurna mengelilingi galaksi.
JARAK MATAHARI KE BINTANG TERDEKAT
Sistem bintang yang terdekat dengan matahari adalah Alpha Centauri. Bintang yang dalam kompleks tersebut yang memilkiki posisi terdekat dengan matahari adalah Proxima Centauri, sebuah bintang berwarna merah redup yang terdapat dalam konstelasi Centaurus. Jarak matahari ke Proxima Centauri adalah sejauh 4,3 tahun cahaya (39.900 juta km atau 270 ribu unit astronomi), kurang lebih 270 ribu kali jarak matahai ke Bumi. Para ahli astronomi mengetahui bahwa benda-benda angkasa senantiasa bergerak dalam orbit masing-masing. Oleh karena itu, perhitungan jarak dilakukan berdasarkan pada perubahan posisi suatu bintang dalam kurun waktu tertentu dengan berpatokan pada posisinya terhadap bintang-bintang sekitar.Metode pengukuran ini disebut parallaks (parallax).
B. SPEKTRUM MATAHARI
Jika dilihat dengan kasat mata cahaya matahari kelihatan berwarna putih. Tapi jika cahaya matahari dilewatkan pada sebuah prisma, cahaya matahari akan terdispersi (terurai) menjadi warna merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu disebut spectrum matahari. Kalau spectrum matahari dilihat dengan alat pembesar, akan tampak garis-garis gelap jumlahnya banyak sekali. Garis-garis itu
menunjukkan unsure-unsur kimia. Garis-garis gelap yang terdapat pada spectrum matahari disebut garis-garis Fraunhofer.
Tabel spektrum matahari
Jenis Gelombang Panjang Gelombang (Å) Energi Matahari (%)
Sinar gamma 0,0005 – 1 Sinar X 1 – 500 9 Sinar ultraviolet 500 – 3000 Cahaya tampak : Ungu Biru Hijau Kuning Jingga Merah 4000 – 4300 4300 – 4900 4900 – 5300 5300 – 5800 5800 – 6300 6300 - 7000 41 Sinar inframerah 7000 – 1.000.000 Gelombang mikro 1.000.000 – 1.000.000.000 50 Gelombang radio >1.000.000.000
GANGGUAN-GANGGUAN PADA ATMOSFER MATAHARI
Gejala-gejala aktif pada matahari atau aktivitas matahari sering menimbulkan
gangguan-gangguan pada matahari. Gangguan-gangguan-gangguan tersebut, yaitu sebagai berikut.
1.
Prominensa (lidah api matahari)Prominensa adalah salah satu ciri khas matahari, berupa bagian matahari menyerupai lidah api yang sangat besar dan terang yang mencuat keluar dari bagian permukaan serta seringkali berbentuk loop
(putaran). Prominensa disebut juga sebagai filamen matahari karena meskipun julurannya sangat terang bila dilihat di angkasa yang gelap, namun tidak lebih terang dari keseluruhan matahari itu sendiri. Prominensa hanya dapat dilihat dari bumi dengan bantuan teleskop dan filter. Prominensa terbesar yang pernahditangkap oleh SOHO (Solar and Heliospheric Observatory) diestimasi berukuran panjang 350 ribu km. Suatu prominensa yang stabil dapat bertahan di korona hingga berbulan-bulan lamanya dan ukurannya terus membesar setiap hari. Para ahli masih terus meneliti bagaimana dan mengapa prominensa dapat terjadi.
2.
Gumpalan-Gumpalan pada Fotosfer (Granulasi)Gumpalan-gumpalan ini timbul karena rambatan gas panas dari inti matahari ke permukaan. Akibatnya, permukaan matahari tidak rata melainkan bergumpal-gumpal.
3.
Bintik Matahari (Sun Spot)Bintik matahari terlihat seperti noda kehitaman di permukaan matahari. Bintik matahari adalaah granula-granula cembung kecil yang ditemukan di bagian fotosfer matahari dengan jumlah yang tak terhitung. Bintik matahari tercipta saat garis medan magnet matahari menembus bagian fotosfer. Ukuran bintik matahari dapat lebih besar daripada bumi.Bintik matahari memiliki daerah yang gelap bernama umbra, yang dikelilingi oleh daerah yang lebih terang disebut penumbra. Warna bintik matahari terlihat lebih gelap karena suhunya yang jauh lebih rendah dari fotosfer. Suhu di daerah umbra adalah sekitar 2.200°C sedangkan di daerah penumbra adalah 3.500°C.Oleh karena emisi cahaya juga dipengaruhi oleh suhu maka bagian bintik matahari umbra hanya mengemisikan 1/6 kali cahaya bila dibandingkan permukaan matahari pada ukuran yang sama.
4.
Letupan (Flare)Flare adalah letupan-letupan gas di atas permukaan matahari. Flare dapat menyebabkan gangguan sistem komunikasi radio, karena letusan gas tersebut terdiri atas partikel-partikel gas bermuatan listrik.
Angin Matahari
Angin matahari terbentuk aliran konstan dari partikel-partikel yang dikeluarkan oleh bagian atas atomosfer matahari, yang bergerak ke seluruh tata surya.Partikel-partikel tersebut memiliki energi yang tinggi, namun proses pergerakannya keluar medan gravitasi matahari pada kecepatan yang begitu tinggi belum dimengerti secara sempurna. Kecepatan angin matahari terbagi dua, yaitu angin cepat yang mencapai 400 km/s dan angin cepat yang mencapai lebih dari 500 km/s. Kecepatan ini juga bertambah secara eksponensial seiring jaraknya dari matahari. Angin matahari yang umum terjadi memiliki kecepatan 750 km/s dan berasal dari lubang korona di atmosfer matahari.
Beberapa bukti adanya angin matahari yang dapat dirasakan atau dilihat dari bumi adalah badai geomagnetik berenergi tinggi yang merusak satelit dan sistem listrik, aurora di Kutub Utara atau Kutub Selatan, dan partikel menyerupai ekor panjang pada komet yang selalu menjauhi matahari akibat hembusan angin matahari. Angin matahari dapat membahayakan kehidupan di Bumi bila tidak terdapat medan magnet bumi yang melindungi dari radiasi. Pada kenyataannya, ukuran dan bentuk medan magnet bumi juga ditentukan oleh kekuatan dan kecepatan angin matahari yang melintas.
Badai Matahari
Badai matahari terjadi ketika ada pelepasan seketika energi magnetik yang terbentuk di atmosfer matahari. Plasma matahari yang meningkat suhunya hingga jutaan Kelvin beserta partikel-partikel lainnya berakselerasi mendekati kecepatan cahaya. Total energi yang dilepaskan setara dengan jutaan bom hidrogen berukuran 100 megaton.Jumlah dan kekuatan badai matahari bervariasi.Ketika matahari aktif dan memiliki banyak bintik, badai matahari lebih sering terjadi. Badai matahari seringkali terjadi bersamaan dengan luapan massa korona. Badai matahari memberikan risiko radiasi yang sangat besar terhadap satelit, pesawat ulang alik, astronot, dan terutama sistem telekomunikasi bumi. Badai matahari yang pertama kali tercatat dalam pustaka astronomi adalah pada tanggal 1 September 1859.Dua peneliti, Richard C. Carrington dan Richard Hodgson yang sedang mengobservasi bintik matahari melalui teleskop di tempat terpisah, mengamati badai matahari yang terlihat sebagai cahaya putih besar di sekeliling matahari.Kejadian ini disebut Carrington Event dan menyebabkan lumpuhnya jaringan telegraf transatlantik antara Amerika dan Eropa.
Semburan matahari
Semburan matahari atau suar matahari (bahasa Inggris: solar flare) adalah ledakan besar di atmosfer Matahari yang dapat melepaskan energi sebesar 6 × 1025 joule.Istilah ini juga digunakan untuk
fenomena yang mirip di bintang lain. Semburan matahari memengaruhi semua lapisan atmosfer matahari (fotosfer, korona dan kromosfer). Kebanyakan semburan terjadi di wilayah aktif disekitar bintik matahari. Sinar X dan radiasi ultraviolet yang dikeluarkan oleh semburan matahari dapat memengaruhi ionosfer
Bumi dan mengganggu komunikasi radio. Semburan matahari pertama kali diamati oleh Richard Christopher Carrington tahun 1859
Lontaran massa korona
Lontaran massa korona (bahasa Inggris: coronal mass ejection, disingkat CME) adalah ledakan besar angin matahari, plasma isotop cahaya lain, dan medan magnet, yang melontar di atas korona matahari atau dilepaskan ke angkasa. Lontaran massa korona seringkali dikaitkan dengan aktivitas matahari lainnya, terutama semburan matahari, tetapi hubungan sebab akibat masih belum ditentukan. Sebagian besar lontaran muncul pada wilayah aktif matahari. Lontaran massa korona muncul baik pada saat solar maxima maupun solar minima, meskipun pada masa minima frekuensinya berkurang.
EKSPLORASI MATAHARI
Solar Maximum Mission, salah satu satelit yang diluncurkan Amerika Serikat untuk mempelajari matahari. Pesawat ulang-alik yang pertama kali berhasil masuk ke orbit matahari adalah Pioneer 4. Pioneer 4, yang diluncurkan tanggal 3 Maret 1959 oleh Amerika Serikat, menjadi pionir dalam sejarah eksplorasi matahari. Keberhasilan tersebut diikuti oleh peluncuran Pioneer 5 - Pioneer 9 selama 1959-1968 yang memang bertujuan untuk mempelajari tentang Matahari. Pada 26 Mei 1973, stasiun luar angkasa Amerikas Serikat bernama Skylab diluncurkan dengan membawa 3 awak. Skylab membawa Apollo Telescope Mount (ATM) yang digunakan untuk mengambil lebih dari 150.000 gambar matahari.
Solar Maximum Mission didesain untuk melakukan observasi aktivitas matahari terutama bintik dan api matahari saat matahari berada pada periode aktivitas maksimum.SMM diluncurkan oleh Amerika Serikat pada 14 Februari 1980. Selama perjalanannya, SMM pernah mengalami kerusakan namun berhasil diperbaiki oleh awak pesawat ulang alik Challenger. SMM terus berada di orbit Bumi selama melakukan observasi. SMM mengumpulkan data hingga 24 November 1989 dan terbakar saat masuk kembali ke atmosfer Bumi pada 2 Desember 1989.
Pesawat ulang alik Ulysses adalah hasil proyek internasional untuk mempelajari kutub-kutub matahari, diluncurkan pada 6 Oktober 1990. Sedangkan Yohkoh adalah pesawat ulang alik yang
diluncurkan untuk mempelajari radiasi energi tinggi dari matahari.Yohkoh merupakan hasil kerjasama Jepang, Amerika Serikat, dan Inggris yang diluncurkan pada 31 Agustus 1991.
Misi eksplorasi matahari yang paling terkenal adalah Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) yang dikembangkan oleh Badan Antariksa Amerika Serikat (NASA) bekerja sama dengan Agensi Luar Angkasa Eropa (ESA) dan diluncurkan pada 12 Desember 1995. SOHO bertugas mengumpulkan data struktur internal, proses fisik yang terjadi, serta pengambilan gambar dan diagnosis spektroskopis matahari. SOHO ditempatkan pada jarak 1,5 juta km dari Bumi dan masih beroperasi hingga sekarang.
Misi eksplorasi terbaru dari NASA adalah pesawat ulang alik kembar bernama STEREO yang diluncurkan pada 26 Oktober 2006. STEREO bertugas untuk menganalisis dan mengambil gambar matahari dalam bentuk 3 dimensi. Solar Dynamics Observatory Mission adalah misi eksplorasi NASA yang sedang dalam pengembangan dan telah dipublikasikan pada April 2008. Solar Dynamics Observatory Mission diperkirakan akan mengorbit untuk mempelajari dinamika matahari yang meliputi aktivitas matahari, evolusi atmosfer matahari, dan pengaruh radiasi matahari terhadap planet-planet lain.
ENERGI MATAHARI
Secara global, matahari menyediakan 10.000 kali energi - energi yang dapat di memanfaatkan siapapun secara gratis. Energi surya atau matahari telah dimanfaatkan di banyak belahan dunia dan jika dieksplotasi dengan tepat, energi ini berpotensi mampu menyediakan kebutuhan konsumsi energi dunia saat ini dalam waktu yang lebih lama. Matahari dapat digunakan secara langsung untuk memproduksi listrik atau untuk memanaskan bahkan untuk mendinginkan. Potensi masa depat energi surya hanya dibatasi oleh keinginan kita untuk menangkap kesempatan.Ada banyak cara untuk memanfaatkan energi dari matahari. Tumbuhan mengubah sinar matahari menjadi energi kimia dengan menggunakan fotosintesis. Kita memanfaatkan energi ini dengan memakan dan membakar kayu. Bagimanapun, istilah “tenaga surya” mempunyai arti mengubah sinar matahari secara langsung menjadi panas atau energi listrik untuk kegunaan kita. dua tipe dasar tenaga matahari adalah “sinar matahari” dan “photovoltaic” (photo- cahaya, voltaic=tegangan)Photovoltaic tenaga matahari: melibatkan pembangkit listrik dari cahaya. Rahasia dari proses ini adalah penggunaan bahan semi konduktor yang dapat disesuaikan untuk melepas elektron, pertikel bermuatan negative yang membentuk dasar listrik.
Bahan semi konduktor yang paling umum dipakai dalam sel photovoltaic adalah silikon, sebuah elemen yang umum ditemukan di pasir. Semua sel photovoltaic mempunyai paling tidak dua lapisan semi konduktor seperti itu, satu bermuatan positif dan satu bermuatan negatif. Ketika cahaya bersinar pada semi konduktor, lading listrik menyeberang sambungan diantara dua lapisan menyebabkan listrik mengalir, membangkitkan arus DC. Makin kuat cahaya, makin kuat aliran listrik.
Sistem photovoltaic tidak membutuhkan cahaya matahari yang terang untuk beroperasi. Sistem ini juga membangkitkan listrik di saat hari mendung, dengan energi keluar yang sebanding ke berat jenis awan. Berdasarkan pantulan sinar matahari dari awan, hari-hari mendung dapat menghasilkan angka energi yang lebih tinggi dibandingkan saat langit biru sedang yang benar-benar cerah.
Menurut Albert Einstein , besarnya energi dalam reaksi inti sama dengan besarnya massa yang hilang dialikan kuadrat kecepatan cahaya. Pernyataan tersebut dapat dirumuskan dengan persamaan sebagai berikut:
Keterangan:
E = energi matahari (joule) M = massa inti yang hilang (kg)
C = kecepatan cahaya dalam ruang hampa udara yg besarnya 3 x 108 m/s
C. MANFAAT DAN PERAN MATAHARI
Matahari adalah sumber energi bagi kehidupan. Matahari memiliki banyak manfaat dan peran yang sangat penting bagi kehidupan seperti:
•Panas matahari memberikan suhu yang pas untuk kelangsungan hidup organisme di Bumi.Bumi juga menerima energi matahari dalam jumlah yang pas untuk membuat air tetap berbentuk cair, yang mana merupakan salah satu penyokong kehidupan. Selain itu panas matahari memungkinkan adanya angin, siklus hujan, cuaca, dan iklim.
•Cahaya matahari dimanfaatkan secara langsung oleh tumbuhan berklorofil untuk melangsungkan fotosintesis, sehingga tumbuhan dapat tumbuh serta menghasilkan oksigen dan berperan sebagai sumber pangan bagi hewan dan manusia. Mahluk hidup yang sudah mati akan menjadi fosil yang menghasilkan minyak bumi dan batu bara sebagai sumber energy. Hal ini merupakan peran dari energi matahari secara tidak langsung .
•Pembangkit listrik tenaga matahari adalah moda baru pembangkit listrik dengan sumber energi terbarukan. Pembangkit listrik ini terdiri dari kaca-kaca besar atau panel yang akan menangkap cahaya matahari dan mengkonsentrasikannya ke satu titik. Panas yang ditangkap kemudian digunakan untuk menghasilkan uap panas bertekanan, yang akan dipakai untuk menjalankan turbin sehingga energi listrik dapat dihasilkan. Prinsip panel surya adalah penggunaan sel surya atau sel photovoltaic yang terbuat dari silikon untuk menangkap sinar
matahari.Sel surya sudah banyak dipakai untuk kalkulator tenaga surya. Panel surya sudah banyak dipasang di atap bangunan dan rumah di daerah perkotaan untuk mendapatkan listrik dengan gratis.
•Pergerakan rotasi bumi menyebabkan ada bagian yang menerima sinar matahari dan ada yang tidak. Hal inilah yang menciptakan adanya hari siang dan malam di bumi. Sedangkan pergerak bumi mengelilingi matahari menyebabkan terjadinya musim.
•Matahari menjadi penyatu planet-planet dan benda angkasa lain di sistem tata surya yang bergerak atau berotasi mengelilinya. Keseluruhan sistem dapat berputar di luar angkasa karena ditahan oleh gaya gravitasi matahari yang sangat besar.
BAB III PENUTUP
1. Kesimpulan
Matahari adalah bola raksasa yang terbentuk dari gas hidrogen dan helium. Matahari termasuk bintang berwarna putih yang berperan sebagai pusat tata surya. Seluruh komponen tata surya termasuk 8 planet dan satelit masing-masing, planet-planet kerdil, asteroid, komet, dan debu angkasa berputar mengelilingi matahari. Diameter matahari adalah 11 kali diameter planet terbesar, Jupiter. Matahari berbentuk bola yang berpijar dengan senyawa penyusun utama berupa gas hidrogen (74%) dan helium (25%) terionisasi.Senyawa penyusun lainnya terdiri dari besi, nikel, silikon, sulfur, magnesium, karbon, neon, kalsium, dan kromium. Cahaya matahari berasal dari hasil reaksi fusi hidrogen menjadi helium.
Matahari memiliki enam lapisan yang masing-masing memiliki karakteristik tertentu. Keenam lapisan tersebut meliputi inti matahari, zona radioaktif, dan zona konvektif yang membentuk lapisan
dalam (interior); fotosfer; kromosfer; dan korona sebagai daerah terluar dari matahari.
Gejala-gejala
aktif pada matahari atau aktivitas matahari sering menimbulkan gangguan-gangguan pada
matahari. Gangguan-gangguan tersebut, yaitu sebagai berikut :
Prominensa (lidah api matahari), Gumpalan-Gumpalan pada Fotosfer (Granulasi), Bintik Matahari (Sun Spot), Letupan (Flare), Angin Matahari, Badai Matahari, Semburan matahari, dan Lontaran massa korona.2. Kritik dan Saran
Dalam penulisan makalah ini masih banyak kekurangan dan kekhilafan. Maka dari itu, kritik dan saran yang membangun sangat kami harapkan. Semoga dengan penulisan makalah ini dapat bermanfaat dan dijadikan sebagai modal dalam mempelajari tentang matahari.
DAFTAR PUSTAKA
Derlina,dkk. 2011. Diktat Ilmu Pengetahuan Bumi Antariksa. Medan : Universitas Negeri Medan http://id.wikipedia.org/wiki/Matahari http://www.greenpeace.org/seasia/id/campaigns/perubahan-iklim-global/Energi-Bersih/Energi_matahari/ http://www.crayonpedia.org/mw/Matahari_Sebagai_Bintang_Bumi_Sebagai_Salah_Satu_Planet_9.2#En ergi_Pancaran_Matahari http://id.shvoong.com/exact-sciences/astronomy/1898836-matahari/ http://blog.unnes.ac.id/khabi/2010/11/22/matahari-sebagai-bintang/ http://id.wikipedia.org/wiki/Semburan_matahari
http://id.wikipedia.org/wiki/Lontaran_massa_korona http://id.wikipedia.org/wiki/Badai_matahari_1859
