PENGARUH MODIFIKASI MEMBRAN KERAMIK SEBAGAI
PEMISAH TERHADAP KINERJA SEL FOTOVOLTAIK ALIRAN
KONTINU DARI SISTEM KI/KI
3SKRIPSI SARJANA KIMIA
Oleh
SAMSIDAR RAHMA
BP : 1010411012
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS ANDALAS
PADANG
vi ABSTRACT
EFFECT OF CERAMIC MEMBRANE MODIFICATION AS SEPERATOR FOR THE PERFORMANCE OF CONTINIOUS FLOW PHOTOVOLTAIC IN KI/KI3
SYSTEM
By :
Samsidar Rahma (1010411012)
Advised by Prof. Dr. Admin Alif and Imelda, M,Si
Expriment of ceramic membrane modification effect as seperator for performance of continious flow photofoltaic cell in KI/KI3 system has been
done. The goal of this expriment was observasing the effect of TiO2 modified
membrane by sol gel method for current, voltage and stability. The result showed that KI optimum concentration was 0,6 N, KI (in KI3) 0,025 N, and cell
stability was 19 days, while the value of the parameters of the photovoltaic cell out put derived from the curve of current versus voltage relationship (I-V) were the short circuit current 0,47 mA, maximum current 0,27 mA, open circuit voltage 132,6 mV, maximum voltage 59,6 mV, maximum power 2,71 x10-2 Watt/m2, fill factor 0,258, and eficiency 0,85%.
Keyword : Photovoltaic Cells , electrolyte solution of KI , ceramic membranes
1
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Kebutuhan energi listrik di Indonesia dari tahun ke tahun makin meningkat
karena perkembangan ekonomi yang pesat dan pertumbuhan industri yang
semakin cepat pula mengakibatkan terjadinya krisis. Terjadinya pemutusan
sementara dan pembagian energi listrik secara bergilir merupakan dampak dari
terbatasnya energi listrik yang dapat disalurkan oleh PLN. Peningkatan
kebutuhan energi ini tidak sebanding dengan sumber energi konvensional yang
semakin menipis. Ketersedian bahan bakar fosil tersebut terbatas sehingga
semakin lama semakin habis. Salah satu upaya untuk mengatasi kritis energi
adalah dengan mengurangi ketergantungan terhadap sumber energi fosil. Hal
ini dikarenakan karena energi fosil yang jumlahnya terbatas dan energi fosil ini
merupakan energi yang tidak dapat diperbaharui, selain itu pengoperasiannya
mengakibatkan polusi terhadap lingkungan. Untuk memenuhi kebutuhan energi
yang terus meningkat tersebut, dikembangkan berbagai energi alternatif, di
antaranya energi terbarukan. Potensi energi terbarukan, seperti: biomassa,
energi surya, air, angin, sampai saat ini belum banyak dimanfaatkan, padahal
potensi energi terbarukan di Indonesia sangatlah besar. Energi surya menjadi
salah satu pilihan alternatif yang paling cocok digunakan karena dilihat dari
wilayah Indonesia yang terletak di jalur khatulistiwa maka wilayah Indonesia
akan selalu disinari matahari selama 10 - 12 jam dalam sehari selain itu radiasi
energi surya yang mencapai permukaan bumi berkisar 1 x 105 TW atau dengan
nilai teknis 10.000 TW. Nilai ini terbesar dibandingkan sumber-sumber energi
alternatif lain. 1.700 kWh untuk tiap meter persegi lahan. Pemanfaatan energi
surya menjadi listrik ini sering disebut dengan sel fotovoltaik . [1-3]
Sel fotovoltaik adalah suatu sistem konversi energi surya menjadi energi
listrik secara langsung. Sel fotovoltaik ini bekerja berdasarkan efek fotovoltaik
dimana foton dari radiasi diserap kemudian diubah menjadi energi listrik. Efek
voltaik sendiri adalah peristiwa terciptanya muatan listrik dalam bahan sebagai
akibat dari penyerapan cahaya oleh bahan tersebut. [4]
Berdasarkan penelitian Mia (2011), dilaporkan bahwa nilai efisiensi
2
elektroda CuO/Cu serabut sebesar 1,45x10-3 watt/m2, sedangkan nilai efisiensi
pasangan elektroda CuO tunggal/Stainless Steel dan CuO serabut/Stainless
Steel berdasarkan luas permukaan stainless steel dan luas permukaan anoda
adalah sebesar 1,77 x 10-3 watt/m2, 6,26 x 10-3 watt/m2, 3,96x10-3 watt/m2 dan
4,37x10-3 watt/m2. Dari penelitian tersebut dapat disimpulkan bahwa dengan
meningkatnya konsentrasi elektrolit, maka besar tegangan dan kuat arus yang
dihasilkan juga meningkat. Namun sel fotovoltaik ini hanya bisa digunakan
selama beberapa hari secara berturut-turut karena semakin lama pasangan
elektroda akan teroksidasi dan tidak dapat lagi menghasilkan arus.
Kemudian telah dilakukan juga penelitian oleh Nila (2012) dengan
mengganti larutan elektrolit dengan natrium sulfat dan elektroda Cu dengan C.
Sel fotovoltaik dengan menggunakan pasangan elektroda CuO/C ini dapat
digunakan lebih lama, tetapi arus yang dihasilkan masih kecil.
Selain itu telah dilakukan juga penelitian oleh Diana (2013) dengan
memodifikasi sel fotovoltaik, yaitu fotovoltaik aliran kontinu dengan membran
keramik sebagai pemisah. Dimana hasil penelitian ini menunjukkan arus yang
tinggi namun kestabilan yang masih rendah yaitu hanya berlangsung 6 hari.
Hal ini disebabkan karena I2 yang di katoda berdifusi ke anoda yang
menyebabkan I2 ini mengikat elektron yang berada di anoda. Terjadinya difusi I2
disebabkan karena pori membran yang besar. Sehingga dalam penelitian
membran keramik yang digunakan dimodifikasi dengan titania TiO2 yang
bertujuan untuk memperkecil pori.
1.2 Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah dalam penelitian ini adalah :
1. Bagaimana pengaruh variasi konsentrasi elektrolit KI terhadap arus,
tegangan yang dihasilkan?
2. Bagaimana pengaruh membran yang telah dimodifikasi terhadap arus,
tegangan, kestabilan sel fotovoltaik?
3. Bagaimana pengaruh modifikasi membran yang dimodifikasi terhadap
efisiensi sel fotovoltaik yang dihasilkan?
3
1.2 Tujuan
Penelitian ini bertujuan untuk :
1. Untuk mengetahui pengaruh variasi konsentrasi larutan elektrolit KI/KI3
terhadap arus, tagangan yang dihasilkan dari sel fotovoltaik.
2. Untuk mengetahui pengaruh membran yang dimodifikasi dalam
menghasilkan arus, tegangan dan kestabilan sel fotovoltaik.
3. Untuk mengetahui efisiensi dari sel fotovoltaik.
1.2 Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat menjadi informasi bagi pembaca maupun
peneliti dalam memanfaatkan sumber daya alam untuk menghindari krisis
energi listrik dengan menggunakan sel fotovoltaik yang dapat mengubah energi
matahari menjadi energi listrik sebagai energi alternative terbarukan yang akan
