Instrumentasi dan Sistem Kontrol

8/18/2019 Instrumentasi dan Sistem Kontrol

1/8

PAPER ENERGI PERTANIAN

ALAT KONVERSI ENERGI MATAHARI MENJADI ENERGI LISTRIK

OLEH :

RIA LESTARI

05021181320031

PROGRAM STUDY TEKNIK PERTANIANJURUSAN TEKNOLOGI PERTANIAN

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS SRIWIJAYA

INDRALAYA

2015


2/8

ALAT KONVERSI ENERGI MATAHARI MENJADI ENERGI LISTRIK

Sinar matahari mengandung banyak unsur. Salah satu unsurnya adalah

photon . Photon inilah yang membantu menghasilkan energi listrik. Photon yang

jatuh bersama unsur-unsur matahari lainnya ditampung oleh alat yang disebut

panel surya. Jika sinar cukup kuat, photon dapat diserap sel surya dengan baik.

Photon diserap ke dalam lapisan sel surya hingga menabrak elektron yang berada

dalam panel surya. Ketika ditabrak, elektron pun lepas dari tempatnya. Elektron

yang lepas itu bergerak menjadi arus listrik.

Panel Surya Sebagai Alat Penangkap dan Pengubah Sinar Matahari Menjadi

Energi Listrik

Panel surya adalah alat yang terdiri dari sel surya yang mengubah cahaya

menjadi listrik. Mereka disebut surya atas Matahari atau "sol" karena Matahari

merupakan sumber cahaya terkuat yang dapat dimanfaatkan. Panel surya sering

kali disebut sel photovoltaic, photovoltaic dapat diartikan sebagai "cahaya-listrik".

Sel surya atau sel PV bergantung pada efek photovoltaic untuk menyerap energiMatahari dan menyebabkan arus mengalir antara dua lapisan bermuatan yang

berlawanan.

Mekanisme Kerja Panel Surya

Proses pengubahan atau konversi cahaya matahari menjadi listrik ini

dimungkinkan karena bahan material yang menyusun sel surya berupa

semikonduktor. Lebih tepatnya tersusun atas dua jenis semikonduktor; yakni jenisn dan jenis p. Semikonduktor jenis n merupakan semikonduktor yang memiliki

kelebihan elektron, sehingga kelebihan muatan negatif, ( n = negatif). Sedangkan

semikonduktor jenis p memiliki kelebihan hole, sehingga disebut dengan p ( p =

positif) karena kelebihan muatan positif. Dua jenis semikonduktor n dan p ini jika

disatukan akan membentuk sambungan p-n atau dioda p-n (istilah lain

menyebutnya dengan sambungan metalurgi / metallurgical junction ) yang dapat

digambarkan sebagai berikut.

https://id.wikipedia.org/wiki/Sel_suryahttps://id.wikipedia.org/wiki/Cahayahttps://id.wikipedia.org/wiki/Listrikhttps://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Sel_photovoltaic&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Sel_photovoltaic&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/wiki/Listrikhttps://id.wikipedia.org/wiki/Cahayahttps://id.wikipedia.org/wiki/Sel_surya


3/8

1. Semikonduktor jenis p dan n sebelum disambung

2. Sesaat setelah dua jenis semikonduktor ini disambung, terjadi perpindahan

elektron-elektron dari semikonduktor n menuju semikonduktor p, dan

perpindahan hole dari semikonduktor p menuju semikonduktor n.

Perpindahan elektron maupun hole ini hanya sampai pada jarak tertentu dari

batas sambungan awal.

3. Elektron dari semikonduktor n bersatu dengan hole pada semikonduktor p

yang mengakibatkan jumlah hole pada semikonduktor p akan berkurang.

Daerah ini akhirnya berubah menjadi lebih bermuatan positif..

Pada saat yang sama. hole dari semikonduktor p bersatu dengan elektron yang

ada pada semikonduktor n yang mengakibatkan jumlah elektron di daerah ini

berkurang. Daerah ini akhirnya lebih bermuatan positif.

4. Daerah negatif dan positif ini disebut dengan daerah deplesi ( depletion

region ) ditandai dengan huruf W.


4/8

5. Baik elektron maupun hole yang ada pada daerah deplesi disebut dengan

pembawa muatan minoritas ( minority charge carriers ) karena keberadaannya

di jenis semikonduktor yang berbeda.

6. Dikarenakan adanya perbedaan muatan positif dan negatif di daerah deplesi,

maka timbul dengan sendirinya medan listrik internal E dari sisi positif ke sisi

negatif, yang mencoba menarik kembali hole ke semikonduktor p dan

elektron ke semikonduktor n. Medan listrik ini cenderung berlawanan dengan

perpindahan hole maupun elektron pada awal terjadinya daerah deplesi

(nomor 1 di atas).

7. Adanya medan listrik mengakibatkan sambungan pn berada pada titik

setimbang , yakni saat di mana jumlah hole yang berpindah dari

semikonduktor p ke n dikompensasi dengan jumlah hole yang tertarik

kembali kearah semikonduktor p akibat medan listrik E . Begitu pula dengan

jumlah elektron yang berpindah dari smikonduktor n ke p , dikompensasi

dengan mengalirnya kembali elektron ke semikonduktor n akibat tarikan

medan listrik E . Dengan kata lain, medan listrik E mencegah seluruh elektron

dan hole berpindah dari semikonduktor yang satu ke semiikonduktor yang

lain.

8. Pada sambungan p-n inilah proses konversi cahaya matahari menjadi listrik

terjadi. Ketika sambungan semikonduktor ini terkena cahaya matahari, maka

elektron mendapat energi dari cahaya matahari untuk melepaskan dirinya darisemikonduktor n, daerah deplesi maupun semikonduktor. Terlepasnya

elektron ini meninggalkan hole pada daerah yang ditinggalkan oleh elektron

yang disebut dengan fotogenerasi elektron-hole ( electron-hole

photogeneration ) yakni, terbentuknya pasangan elektron dan hole akibat

cahaya matahari.

9. Selanjutnya, dikarenakan pada sambungan pn terdapat medan listrik E ,

elektron hasil fotogenerasi tertarik ke arah semikonduktor n, begitu pula


5/8

dengan hole yang tertarik ke arah semikonduktor p . Apabila rangkaian kabel

dihubungkan ke dua bagian semikonduktor, maka elektron akan mengalir

melalui kabel. Jika sebuah lampu kecil dihubungkan ke kabel, lampu tersebut

menyala dikarenakan mendapat arus listrik, dimana arus listrik ini timbul

akibat pergerakan elektron.

Secara ringkas, mekanisme kerja konversi cahaya matahari menjadi energi

listrik oleh panel surya digambarkan sebagai berikut :

Keunggulan dan Kelemahan Panel Surya

Keunggulan Panel Surya:

1. Panel surya memanfaatkan energi matahari dan matahari adalah bentuk energi

paling berlimpah yang tersedia di planet kita. Di saat hari yang cerah, energy

matahari yang menyinari bumi menghasilkan rata-rata 1 kw/m ² area bumi,

berarti dalam 1 jam energi yang dibutuhkan di seluruh dunia untuk 1 tahun.

2. Panel Surya tidak menyebabkan polusi ataupun emisi rumah kaca sehingga

dapat mengurangi pemanasan global. Panel surya ramah lingkungan dan tidak


6/8

memberikan kontribusi terhadap perubahan iklim seperti pada kasus

penggunaan bahan bakar fosil karena panel surya tidak memancarkan gas

rumah kaca yang berbahaya seperti karbon dioksida.

3. Panel surya mudah dipasang dan memiliki biaya pemeliharaan yang sangat

rendah karena tidak ada bagian yang bergerak.

4. Banyak negara di seluruh dunia menawarkan insentif yang menguntungkan

bagi pemilik rumah yang menggunakan panel surya.

5. Harga panel surya terus turun meskipun mereka masih harus bersaing dengan

bahan bakar fosil.

6. Tidak diharuskan membeli semua panel surya yang diperlukan dalam waktu

yang sama, tetapi dapat dibeli secara bertahap yang berarti Anda tidak perlumelakukan investasi besar secara instan.

7. Panel surya tidak kehilangan banyak efisiensi dalam masa pakai mereka yang

mencapai 20+ tahun.

8. Masa pakainya yang panjang, mecapai 25-30 tahun, menggaransi

penggunanya akan menghemat biaya energi dalam jangka panjang pula.

Kelemahan Panel Surya:

1. Panel surya masih relatif mahal, bahkan meskipun setelah banyak mengalami

penurunan harga. Harga panel rumah sedang saat ini sekitar $ 12000-18000.

Sedangkan di Indonesia , pengembangan teknologi panel surya masih

mengalami beberapa kendala seperti beberapa komponen mulai dari panel

surya, aki, hingga lampu LED masih harus didatangkan dari lluar negeri;

2. Panel surya masih perlu meningkatkan efisiensi secara signifikan karena banyak sinar matahari terbuang sia-sia dan berubah menjadi panas. Rata-rata

panel surya saat ini mencapai efisiensi kurang dari 20%.

3. Jika tidak terpasang dengan baik dapat terjadi over-heating pada panel surya.

4. Panel surya terbuat dari beberapa bahan yang tidak ramah lingkungan.

5. Daur ulang panel surya yang tak terpakai lagi dapat menyebabkan kerusakan

lingkungan jika tidak dilakukan dengan hati-hati karena silikon, selenium,

kadmium, dan sulfur heksafluorida (merupakan gas rumah kaca), kesemuanya


7/8

dapat ditemukan di panel surya dan bisa menjadi sumber pencemaran selama

proses daur ulang.

6. Tidak efisien bila dikembangkan di daerah yang berpolusi. Polusi juga

menjadi faktor yang menghambat pengembangan teknologi ini, karena dapat

mengurangi intensitas cahaya yang dapat diterima oleh panel/cell surya. Jadi

dengan kata lain energi yang dihasilkan relatif kecil.


8/8

DAFTAR PUSTAKA

https://id.wikipedia.org/wiki/Panel_surya

http://panelsuryacell.blogspot.co.id/2012/11/panel-pembangkit-listrik-tenaga

surya.html

http://teknosiana.blogspot.co.id/2010/06/panel-surya-mengubah-sinar

matahari.html

http://www.indoenergi.com/2012/04/keunggulan-dan-kelemahan-panel-

surya.html

http://www.kidnesia.com/Kidnesia2014/DariNesi/SekitarKita/Teknologi/

Mengolah-Matahari-Jadi-Listrik

https://energisurya.wordpress.com/2008/07/10/melihat-prinsip-kerja-sel-surya-

lebih-dekat/
https://id.wikipedia.org/wiki/Panel_suryahttp://panelsuryacell.blogspot.co.id/2012/11/panel-pembangkit-listrik-tenaga%20%09surya.htmlhttp://panelsuryacell.blogspot.co.id/2012/11/panel-pembangkit-listrik-tenaga%20%09surya.htmlhttp://teknosiana.blogspot.co.id/2010/06/panel-surya-mengubah-sinar%20%09matahari.htmlhttp://teknosiana.blogspot.co.id/2010/06/panel-surya-mengubah-sinar%20%09matahari.htmlhttp://www.indoenergi.com/2012/04/keunggulan-dan-kelemahan-panel-%09surya.htmlhttp://www.indoenergi.com/2012/04/keunggulan-dan-kelemahan-panel-%09surya.htmlhttp://www.kidnesia.com/Kidnesia2014/DariNesi/SekitarKita/Teknologi/%20%09Mengolah-Matahari-Jadi-Listrikhttp://www.kidnesia.com/Kidnesia2014/DariNesi/SekitarKita/Teknologi/%20%09Mengolah-Matahari-Jadi-Listrikhttps://energisurya.wordpress.com/2008/07/10/melihat-prinsip-kerja-sel-surya-https://energisurya.wordpress.com/2008/07/10/melihat-prinsip-kerja-sel-surya-http://www.kidnesia.com/Kidnesia2014/DariNesi/SekitarKita/Teknologi/%20%09Mengolah-Matahari-Jadi-Listrikhttp://www.kidnesia.com/Kidnesia2014/DariNesi/SekitarKita/Teknologi/%20%09Mengolah-Matahari-Jadi-Listrikhttp://www.indoenergi.com/2012/04/keunggulan-dan-kelemahan-panel-%09surya.htmlhttp://www.indoenergi.com/2012/04/keunggulan-dan-kelemahan-panel-%09surya.htmlhttp://teknosiana.blogspot.co.id/2010/06/panel-surya-mengubah-sinar%20%09matahari.htmlhttp://teknosiana.blogspot.co.id/2010/06/panel-surya-mengubah-sinar%20%09matahari.htmlhttp://panelsuryacell.blogspot.co.id/2012/11/panel-pembangkit-listrik-tenaga%20%09surya.htmlhttp://panelsuryacell.blogspot.co.id/2012/11/panel-pembangkit-listrik-tenaga%20%09surya.htmlhttps://id.wikipedia.org/wiki/Panel_surya

Documents

Instrumentasi dan Sistem Kontrol