Prinsip Kerja Solar Cell (Panel Surya) - Ruang Pendidikan

Prinsip Kerja Solar Cell (Panel Surya)


Prinsip Kerja Solar Cell (Panel Surya)
Dalam cahaya matahari terkandung energi dalam bentuk foton. Pada waktu foton ini mengenai permukaan sel surya, elektronnya akan tereksitasi dan menimbulkan aliran listrik. Prinsip ini dikenal sebagai prinsip photoelectric. Sel surya dapat tereksitasi karena terbuat dari material semikonduktor yang mengandung unsur silikon. Silikon ini terdiri atas dua jenis lapisan sensitif: lapisan negatif (tipe-n) dan lapisan positif (tipe-p).

Sel surya terbuat dari bahan yang mudah pecah dan berkarat jika terkena air. Karena itu sel ini dibuat dalam bentuk panel dengan ukuran tertentu yang dilapisi plastik atau kaca bening yang kedap air. Panel ini dikenal sebagai panel surya.


Ada 4jenis panel surya yang dijual dipasaran :

  • 1. Jenis yang terbaik dan yang terbanyak digunakan masyarakat saat ini, adalah jenis monokristalin. Panel monokristalin memiliki tingkat efisiensi antara 12% sampai 14%
jenis monokristalin
  • 2. Jenis polikristalin atau multi kristalin, yang terbuat dari kristal silikon dengan tingkat efisiensi antara 10 sampai 12%.

Jenis polikristalin atau multi kristalin
  • 3. Silikon jenis amorphous, yang berbentuk film tipis. Efisiensinya sekitar 4-6%. Panel surya jenis ini banyak dipakai di jam, mainan anak-anak dan kalkulator.

jenis amorphous
  • 4. Panel surya yang terbuat dari GaAs (Gallium Arsenide) yang lebih efisien pada temperatur tinggi.

Panel surya yang terbuat dari GaAs (Gallium Arsenide)

Listrik yang dihasilkan oleh solar cell dapat langsung digunakan atau disimpan lebih dahulu ke dalam baterai kering. Arus listrik yang dihasilkan adalah arus searah (DC) sebesar 3.5 A. Besar tegangannya adalah 0.4V - 0.5V. Kita dapat mendesain rangkaian panel-panel surya, secara seri atau paralel, untuk memperoleh output tegangan dan arus yang diinginkan. Untuk memperoleh arus bolak balik (AC) diperlukan alat tambahan yang disebut inverter.

Perhitungan Teknis :
Daya yang dihasilkan oleh panel surya maksimum diukur dengan besaran Wattpeak (Wp), yang konversinya terhadap Watthour (Wh) tergantung intensitas cahaya matahari yang mengenai permukaan panel. Selanjutnya daya yang dikeluarkan oleh panel surya adalah daya panel dikalikan lama penyinaran.

Misalnya :
sebuah solar cell berkapasitas 50 Wp disinari matahari dengan intensitas maksimum selama 8 jam maka 
daya yang dihasilkan adalah 50 kali 8 Wh atau 400 Wh. 

Daya sebanyak ini dapat digunakan untuk menyalakan 4 buah lampu @25 Watt selama 4 jam atau sebuah televisi 40 Watt selama 10 jam.

Di Indonesia, daya (Wh) yang dihasilkan per hari biasanya sekitar 3 sampai 5 kali daya panel maksimum (Wp), 3x untuk cuaca mendung, dan 5x untuk kondisi panas terik. Misalnya untuk sebuah panel surya berdaya maksimum 50 Wp, daya yang dihasilkan pada cuaca mendung per hari adalah 3x 50 Wp atau 150 Wp, dan pada cuaca cerah adalah 5x 50 Wp atau 250 Wp.

Panel-panel surya dapat disusun secara seri maupun paralel. Rangkaian paralel digunakan pada panel dengan V output yang sama agar dapat memperoleh penjumlahan arus keluaran. Tegangan yang lebih tinggi diperoleh dengan merangkai panel dengan arus keluaran yang sama secara seri.

Misalnya :

untuk memperoleh keluaran sebesar 12 V dan arus 12 A, kita dapat merangkai 4 buah panel masing-masing dengan keluaran 12 V dan 3 A secara paralel. Sementara kalau keempat panel tersebut dirangkai secara seri akan diperoleh keluaran tegangan sebesar 48 Volt dan arus 3 A. Sesuai dengan Hukum Ohm

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel