Pendahuluan
Teori Pendukung
Sumber cahaya lampu LED
Di Universitas Illinois, Profesor Nick Holonyak pertama kali mengembangkan pada tahun 1962 perangkat sumber cahaya putih dari lampu LED sumber cahaya dengan spektrum panjang gelombang campuran 474 nm, 535 nm, dan 638 nm. Model lampu LED mempunyai lampu merah, lampu hijau dan lampu biru seperti terlihat pada gambar 2.3. Model LED warna terang R-G-B. Parameter sumber cahaya LED harus dipahami, antara lain intensitas cahaya, intensitas radiasi cahaya, iluminasi dan efisiensi cahaya.
Intensitas radiasi cahaya adalah intensitas cahaya yang dipancarkan berdasarkan sudut pancaran sumber cahaya terhadap permukaan benda berbentuk lingkaran, yang dirumuskan sebagai persamaan (2.2). Rumusan matematis intensitas cahaya dari sumber cahaya sampai ke permukaan benda dihubungkan dengan nilai steradian menggunakan persamaan (2.1) dan persamaan (2.2) dirumuskan pada persamaan (2.3). Parameter efisiensi cahaya adalah perbandingan intensitas penerangan dalam satuan lumen dengan daya masukan suatu sumber cahaya dalam satuan watt (W).
Intensitas cahaya yang dipancarkan dalam satuan lumen sebanding dengan kapasitas daya listrik sumber cahaya yang dimasukkan ke permukaan benda. Rumusan matematis efisiensi cahaya adalah hasil bagi antara intensitas cahaya dengan daya listrik masukan sumber cahaya LED seperti pada persamaan (2.4).
Energi foton intensitas cahaya
Ef = efisiensi cahaya, lumen/watt F = intensitas cahaya, lumen PL = daya input sumber cahaya, watt. Rumusan matematis parameter energi foton E untuk panjang gelombang cahaya dirumuskan seperti pada persamaan (2.5). Elektron-volt adalah energi yang diperlukan untuk menaikkan elektron sebesar satu volt, sehingga energi foton memiliki energi sebesar 1 joule eV.
Hasil persamaan matematis parameter hubungan energi foton E dinyatakan dalam satuan eV (elektron volt) dengan satuan panjang gelombang μm (mikro meter) dari persamaan (2.5), diperoleh persamaan (2.6).
Panel sel surya
Rangkaian listrik ekivalen sel fotovoltaik pada kondisi arus hubung singkat merupakan keluaran sel surya tanpa hambatan beban yang dinyatakan dalam parameter Isc dalam ampere. Untuk kondisi tegangan rangkaian terbuka atau tegangan rangkaian terbuka, parameter Voc dinyatakan dalam satuan volt.
Metodologi Penelitian
- Peralatan utama penelitian
- Intensitas cahaya ke permukaan sel surya
- Penyinaran cahaya putih ke sel surya berjarak Sx 20 cm
- Penyinaran cahaya merah (R) ke permukaan sel surya
- Penyinaran cahaya hijau (G) ke permukaan sel surya
- Penyinaran cahaya biru (B) ke permukaan sel surya
- Spektrum panjang gelombang warna cahaya lampu LED
Intensitas cahaya radiasi dari sumber cahaya lampu LED ke permukaan sel surya berada pada jarak tertentu Sx seperti terlihat pada Gambar 3.2. Kegiatan penelitian dilakukan secara bertahap yaitu menyinari permukaan sel surya dengan sumber cahaya lampu LED putih pada tahap pertama. Radiasi cahaya putih (W) berasal dari lampu LED yang berjarak Sx(W) = 20 cm terhadap permukaan sel surya seperti terlihat pada Gambar 3.4.
Radiasi cahaya putih pada sel surya adalah Sx(W) = 0,20 m Intensitas masukan dan daya masukan cahaya putih dari lampu LED. Rangkuman hasil parameter cahaya putih (W) lampu LED yang menyinari permukaan sel surya disajikan pada Tabel 3.3. Rekapitulasi hasil parameter kelistrikan pada keluaran sel surya dengan penyinaran cahaya putih lampu LED pada permukaan sel surya disajikan pada Tabel 3.4.
Rekapitulasi hasil parameter lampu merah (R) lampu LED yang menyinari permukaan sel surya seperti terlihat pada Tabel 3.5. Rangkuman hasil parameter kelistrikan pada keluaran sel surya dengan penyinaran cahaya putih lampu LED pada permukaan sel surya disajikan pada Tabel 3.6. Pada penelitian ini perlakuan iradiasi lampu hijau (G) ditunjukkan pada jarak SX(G) = 20 cm dari permukaan sel surya seperti terlihat pada Gambar 3.9.
Rekapitulasi hasil parameter lampu hijau (G) LED yang menyinari permukaan sel surya disajikan pada Tabel 3.7. Rekapitulasi hasil parameter kelistrikan keluaran sel surya dengan penyinaran cahaya putih lampu LED ke permukaan sel surya disajikan pada Tabel 3.8. Penyinaran sinar biru sebesar Sx(B) = 20 cm terhadap permukaan sel surya seperti terlihat pada Gambar 3.11.
Rekapitulasi hasil parameter cahaya biru (B) lampu LED yang menyinari permukaan sel surya seperti terlihat pada Tabel 3.9. Rekapitulasi hasil parameter kelistrikan pada keluaran sel surya dengan penyinaran cahaya biru dari lampu LED pada permukaan sel surya ditunjukkan pada Tabel 3.10. Rangkuman data intensitas cahaya yang dihasilkan dari masing-masing lampu LED yang menerangi permukaan sel surya disajikan pada Tabel 4.1.
Penerangan (R) : Penerangan (G) : Penerangan (B) = 0,178 x Penerangan (W) : 0,382 x Penerangan (W) : 0,439 x Penerangan (W) Intensitas cahaya energi foton setiap warna cahaya menghasilkan energi foton yang berbeda-beda. masukan daya cahaya yang menyinari permukaan sel matahari. Hasil efisiensi daya keluaran solar cell untuk setiap warna lampu LED yang menyinari permukaan solar cell adalah sebagai berikut :.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Efisiensi daya listrik output sel surya
Hasil efisiensi daya keluaran sel surya untuk setiap warna lampu LED yang menyinari permukaan sel surya adalah sebagai berikut: 1) Efisiensi ƞ(W) sel surya pada cahaya putih (W) (2) Efisiensi ƞ( R) sel surya pada lampu merah (R) (3) Efisiensi ƞ(G) sel surya pada lampu hijau (G) (4) Efisiensi ƞ(B) sel surya pada radiasi sinar biru (B). Hasil selisih nilai efisiensi daya keluaran sel surya pada hasil penyinaran setiap warna lampu RGB pada hasil produksi daya listrik sel surya pada hasil penyinaran cahaya putih (W ) sebagai acuan . Hasil efisiensi daya keluaran sel fotovoltaik surya dinyatakan lebih efisien untuk mengkonversi sumber warna.
1] Intensitas cahaya putih (W) dan intensitas cahaya merah (R), cahaya hijau (G) dan intensitas cahaya biru (B) yang berasal dari sumber cahaya gelombang elektromagnetik lampu LED diukur dengan pengukur intensitas cahaya dalam satuan watt/m2. 2] Hasil penyinaran masing-masing warna lampu RGB dan warna lampu putih (W) berasal dari penyinaran lampu LED pada permukaan solar cell pada jarak yang sama Sx = 20 cm, terdapat perbedaan besarnya dari nilai daya lampu masukan, dinyatakan dalam satuan Pi(R) , Pi (G), Pi(B) dan Pi(W) dalam watt. 4] Hasil efisiensi daya keluaran sel surya dalam satuan persentase (%) berbeda berdasarkan perbandingan perbedaan daya cahaya masukan individu dengan keluaran daya listrik yang dihasilkan bahan fotovoltaik sel surya.
5] Hasil daya masukan gelombang setiap warna cahaya RGB berada pada spektrum panjang gelombang warna cahaya putih (G). Dimana setiap nilai panjang gelombang untuk setiap warna cahaya RGB termasuk dalam spektrum panjang gelombang cahaya putih (W). Intensitas warna cahaya putih (W) menghasilkan energi foton pada spektrum panjang gelombang cahaya yang mencakup panjang gelombang setiap warna cahaya RGB.
7] Rentang warna cahaya putih (W) terdiri dari campuran persentase (%) warna cahaya merah (R), % warna cahaya hijau (G), dan % warna cahaya biru ( B). Asrul, K, dkk, [2016], Perbandingan energi surya dengan lampu halogen terhadap efisiensi modul fotovoltaik tipe multikristalin, Jurnal Mekanik, vol.Nur Hidayat (2021), Analisis daya keluaran pada pembangkit listrik tenaga surya berkapasitas dari 10WP dan 30WP, Jurnal CRANKSHAFT, Vol.
8] Haris Romadhon, dkk., Pemanfaatan intensitas penyinaran cahaya dengan reflektor panel surya sebagai pemanen energi, Jurnal RESISTOR Vol halaman 45-56. 13] Bescherming P, M, dkk (2014), Efektivitas Metode Perawatan Sel Surya Sel Fotovoltaik dengan Iradiasi Lampu RGB pada Permukaan Sel Surya, Jurnal Sains dan Teknologi ITI, hal. Hatib, “Perbandingan energi surya dengan lampu halogen terhadap efisiensi modul fotovoltaik tipe multikristalin”, Jurnal Mekanikal, vol.
KESIMPULAN
