Tenaga Surya sebagai Sumber Energi. Oleh: DR. Hartono Siswono

dokumen-dokumen yang mirip
PENGARUH FILTER WARNA KUNING TERHADAP EFESIENSI SEL SURYA ABSTRAK

PERBEDAAN EFISIENSI DAYA SEL SURYA ANTARA FILTER WARNA MERAH, KUNING DAN BIRU DENGAN TANPA FILTER

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang

Analisis Performa Modul Solar Cell Dengan Penambahan Reflector Cermin Datar

F- 1. PENGARUH PENYISIPAN LOGAM Fe PADA LAPISAN TiO 2 TERHADAP PERFORMANSI SEL SURYA BERBASIS TITANIA

BAB II LANDASAN TEORI

HASIL KELUARAN SEL SURYA DENGAN MENGGUNAKAN SUMBER CAHAYA LIGHT EMITTING DIODE

SOAL DAN TUGAS PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA. Mata Kuliah Manajemen Energi & Teknologi Dosen : Totok Herwanto

PERKEMBANGAN SEL SURYA

PENGISI BATERAI OTOMATIS DENGAN MENGGUNAKAN SOLAR CELL

Gambar Semikonduktor tipe-p (kiri) dan tipe-n (kanan)

4 FABRIKASI DAN KARAKTERISASI SEL SURYA HIBRID ZnO-KLOROFIL

PERANCANGAN ALAT PENYEMPROT HAMA TANAMAN TIPE KNAPSACK BERBASIS SOLAR PANEL 20 WP

STRUKTUR CRISTAL SILIKON

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

OPTIMALISASI TEGANGAN KELUARAN DARI SOLAR CELL MENGGUNAKAN LENSA PEMFOKUS CAHAYA MATAHARI

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Masalah

BAB I PENDAHULUAN. Listrik merupakan kebutuhan esensial yang sangat dominan kegunaannya

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

PENGEMBANGAN SISTEM PENGUKUR KARAKTERISTIK I-V SEL SURYA DALAM KEADAAN PENYINARAN DAN TANPA PENYINARAN

BAB II SEL SURYA. Simulator algoritma..., Wibeng Diputra, FT UI., 2008.

BAB I PENDAHULUAN. Energi listrik adalah energi yang mudah dikonversikan ke dalam bentuk

Simulasi Sel Surya Model Dioda dengan Hambatan Seri dan Hambatan Shunt Berdasarkan Variasi Intensitas Radiasi, Temperatur, dan Susunan Modul

BAB I PENDAHULUAN. Krisis energi yang dialami hampir oleh seluruh negara di dunia

Physical Aspects of Solar Cell Efficiency Light With Too Little Or Too Much Energy

TINJAUAN PUSTAKA. Efek photovoltaic pertama kali ditemukan oleh ahli Fisika berkebangsaan

PENINGKATAN DAYA KELUARAN SEL SURYA DENGAN PENAMBAHAN INTENSITAS BERKAS CAHAYA MATAHARI

BAB 1 PENDAHULUAN Latar Belakang

DAFTAR ISI. PERNYATAAN BEBAS PLAGIARISME... ii. HALAMAN PENGESAHAN... iii. HALAMAN TUGAS... iv. HALAMAN PERSEMBAHAN... v. HALAMAN MOTO...

pusat tata surya pusat peredaran sumber energi untuk kehidupan berkelanjutan menghangatkan bumi dan membentuk iklim

JOBSHEET SENSOR CAHAYA (SOLAR CELL)

Karakterisasi XRD. Pengukuran

ANALISA RANCANGAN SEL SURYA DENGAN KAPASITAS 50 WATT UNTUK PENERANGAN PARKIRAN UNISKA ABSTRAK

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Mariya Al Qibriya, 2013

BABU TINJAUAN PUSTAKA. Di dalam fisika dan optika, garis-garis Fraunhofer adalah sekumpulan

LAMPU TENAGA SINAR MATAHARI. Tugas Projek Fisika Lingkungan. Drs. Agus Danawan, M. Si. M. Gina Nugraha, M. Pd, M. Si

BAB I PENDAHULUAN. Krisis energi saat ini yang melanda dunia masih dapat dirasakan terutama di

LAMPIRAN. Universitas Sumatera Utara

BAB I PENDAHULUAN. Energi merupakan aspek kehidupan yang kini menjadi sorotan manusia di

PEMAKSIMALAN DAYA KELUARAN SEL SURYA MENGGUNAKAN LENSA CEMBUNG

BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah

Sel Surya Berbasis Titania dengan Penyisipan Logam Cu pada Lapisan Titania

BAB I PENDAHULUAN. Sebagai negara berkembang yang kaya akan radiasi matahari yang tinggi,

PENINGKATAN SUHU MODUL DAN DAYA KELUARAN PANEL SURYA DENGAN MENGGUNAKAN REFLEKTOR

BAB I PENDAHULUAN. Dengan kebutuhan akan energi listrik yang terus meningkat dan semakin

BAB II Tinjauan Pustaka. yang dipancarkan ke permukaan bumi terhadap lapisan atmosfer diestimasikan sekitar 342

commit to user BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Pengaruh Intensitas Cahaya terhadap Efisiensi Sel Solar pada Mono- Crystalline Silikon Sel Solar. Abstract

Pembuatan Sel Surya Film Tipis dengan DC Magnetron Sputtering

MODUL 7 FUEL CELL DAN SEL SURYA

Available online at Website

TUGAS AKHIR ANALISIS PERBANDINGAN KARAKTERISTIK PANEL SURYA BERDASARKAN MATERIAL PENYUSUN DAN INTENSITAS CAHAYA. Diajukan untuk memenuhi persyaratan

Muchammad, Eflita Yohana, Budi Heriyanto. Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Diponegoro. Phone: , FAX: ,

STUDI AWAL FABRIKASI DYE SENSITIZED SOLAR CELL (DSSC) DENGAN EKSTRAKSI DAUN BAYAM SEBAGAI DYE SENSITIZER DENGAN VARIASI JARAK SUMBER CAHAYA PADA DSSC

HASIL DAN PEMBAHASAN. Struktur Karbon Hasil Karbonisasi Hidrotermal (HTC)

BAB I PENDAHULUAN. Suatu masalah terbesar yang dihadapi oleh negara-negara di dunia

BAB II LANDASAN TEORI Defenisi Umum Solar Cell

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

PENGUJIAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA DENGAN POSISI PLAT PHOTOVOLTAIC HORIZONTAL

BAB I PENDAHULUAN. Sebagian besar sumber energi yang dieksploitasi di Indonesia berasal dari energi fosil berupa

Solar Energy Conversion Technologies

LAPORAN PRAKTIKUM ENERGI PERTANIAN PENGUKURAN TEGANGAN DAN ARUS DC PADA SOLAR CELL

Logo SEMINAR TUGAS AKHIR. Henni Eka Wulandari Pembimbing : Drs. Gontjang Prajitno, M.Si

BAB I PENDAHULUAN. energi cahaya (foton) menjadi energi listrik tanpa proses yang menyebabkan

PHOTODETECTOR. Ref : Keiser

PENINGKATAN DAYA KELUARAN SEL SURYA DENGAN PENINGKATAN TEMPERATUR PERMUKAAN SEL SURYA

NASKAH PUBLIKASI EVALUASI PENGGUNAAN SEL SURYA DAN INTENSITAS CAHAYA MATAHARI PADA AREA GEDUNG K.H. MAS MANSYUR SURAKARTA

BAB I PENDAHULUAN. Minyak, gas serta batu bara telah menjadi bagian tak terpisahkan dari

PANEL SURYA dan APLIKASINYA

PENGARUH PENAMBAHAN REFLEKTOR (CERMIN DATAR) TERHADAP KELUARAN DAYA POLYCRYSTALLINE

BAB I PENDAHULUAN 1.1 L atar Belakang Masalah

BAB 1 PENDAHULUAN UNIVERSITAS INDONESIA. Pengaruh tingkat kekristalan..., Arif Rahman, FT UI, 2009

5 HASIL DAN PEMBAHASAN

Ribuan tahun yang silam radiasi surya dapat menghasilkan bahan bakar fosil yang dikenal dengan sekarang sebagai minyak bumi dan sangat bermanfaat bagi

ENERGI SURYA DAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA. TUGAS ke 5. Disusun Untuk Memenuhi Salah Satu Tugas Mata Kuliah Managemen Energi dan Teknologi

Rancang Bangun Reflektor Surya Untuk Meningkatkan Efisiensi Pada Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Surya 60 Watt

Preparasi Lapisan Tipis ZnO Dengan Metode Elektrodeposisi Untuk Aplikasi Solar Cell

Karakteristik dan Rangkaian Dioda. Rudi Susanto

BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Wida Lidiawati, 2014

BAB I PENDAHULUAN. manusia.dari kebutuhan yang sifatnya mendasar seperti untuk kebutuhan rumah

FOTOVOLTAIK PASANGAN ELEKTRODA CUO/CU DAN CUO/STAINLESS STEEL MENGGUNAKAN METODE PEMBAKARAN DALAM BENTUK TUNGGAL DAN SERABUT DENGAN ELEKTROLIT NA2SO4

SEL SURYA BERBASIS TITANIA SEBAGAI SUMBER ENERGI LISTRIK ALTERNATIF

MODEL PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA ANGIN DAN SURYA SKALA KECIL UNTUK DAERAH PERBUKITAN

KARAKTERISTIK ARUS DAN TEGANGAN SEL SURYA

SEMIKONDUKTOR oleh: Ichwan Yelfianhar dirangkum dari berbagai sumber

Semikonduktor. Sifat. (ohm.m) Tembaga 1,7 x 10-8 Konduktor Silikon pd 300 o K 2,3 x 10 3 Semikonduktor Gelas 7,0 x 10 6 Isolator

DETEKTOR RADIASI. NANIK DWI NURHAYATI, S.Si, M.Si nanikdn.staff.uns.ac.id

BAB 1 PENDAHULUAN. 1.1.Latar Belakang

PENINGKATAN EFISIENSI MODUL SURYA 50 WP DENGAN PENAMBAHAN REFLEKTOR

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

Cu PARTICLES GROWTH USING FIX CURRENT ELECTROPLATING AND ITS APPLICATION ON TiO 2 BASED SOLAR CELL

Pengaruh Konsentrasi Ruthenium (N719) sebagai Fotosensitizer dalam Dye-Sensitized Solar Cells (DSSC) Transparan

BAB V PEMBAHASAN. Faktor-faktor dominan adalah faktor-faktor yang diduga berpengaruh

Struktur dan konfigurasi sel Fotovoltaik

Muhamad Fahri Iskandar Teknik Mesin Dr. RR. Sri Poernomo Sari, ST., MT

Pengukuran Arus dan Tegangan pada Sistem Pembangkit Listrik Hybrid (Tenaga Angin dan Tenaga Matahari) Menggunakan Atmega 8535

STUDI KELAYAKAN PENGGUNAAN SEL SILIKON SEBAGAI PENGUBAH ENERGI MATAHARI MENJADI ENERGI LISTRIK

PENGUKURAN KARAKTERISTIK SEL SURYA

Transkripsi:

Tenaga Surya sebagai Sumber Energi Oleh: DR Hartono Siswono Energi memiliki peranan penting dalam kehidupan manusia Bangsa yang tidak menguasai energi akan menjadi bangsa yang tidak merdeka seutuhnya Adalah suatu kelemahan masa lalu dan masa sekarang, pada sa at kita memiliki sumber energi, tetapi bangsa asing yang mengambil keuntungan terbesar dari sumber energi kita Disa at sumber enegi kita mulai menipis, kita tersadari dan mulai berbicara mengenai sumber energi yang lain Jika kita ingin menjadi bangsa yang merdeka seutuhnya, kita harus menguasai dan memanfa atkan sumber sumber energi Energi adalah salah satu tantangan yang kita hadapi pada abad 21 ini Berdasarkan survey yang dilakukan oleh rofessor Ricards Smalley dari Rice University mengenai masalah terbesar yang akan dihadapi manusia untuk 50 tahun mendatang, ternyata energi menduduki peringkat pertama Cadangan sumber energi fosil di seluruh dunia terhitung sejak 2002 yaitu 40 tahun untuk minyak, 60 tahun untuk gas alam, dan 200 tahun untuk batu bara Dengan keadaan semakin menipisnya sumber energi fosil tersebut, di dunia sekarang ini terjadi pergeseran dari penggunaan sumber energi tak terbaharui menuju sumber energi terbaharui Terdapat berbagai sumber energi terbaharui, sepert angin, biomass, dan hydro power Dari sekian banyak sumber energi terbahurui seperti angin, biomass dan hydro power, penggunaan energi melalui solar cell / sel surya merupakan alternatif yang paling potensial Mengapa penggunaan energi melalui solar cell / sel surya merupakan alternatif yang paling potensial? Mungkin itu merupakan salah satu pertanyaan yang ada di pikiran kita Salah satu alasannya adalah sumber energi alami jangka panjang adalah matahari sel surya merupakan kandidat utama untuk memperoleh energi dari matahari karena sel surya dapat merubah cahaya matahari menjadi energi listrik dengan nilai efisiensi konversi yang tinggi, sehingga dapat menghasilkan daya permanen dengan biaya operasi rendah dan bebas polusi Keluaran energi radiatif dari matahari setiap detik sekitar 4 X 10 20 J Energi ini dipancarkan khususnya sebagai radiasi elektromagnetik pada ultraviolet ke infrared Jumlah massa matahari sekarang adalah sekitar 2 X 10 30 kg dan diperkirakan memiliki kehidupan stabil lebih dari 10 10 tahun dengan keluaran energi radiatif yang mendekati konstan Dengan melihat umur matahari yang demikian panjang jika dibandingkan dengan umur manusia, maka dapat dikatakan umur matahari mencapai tak berhingga Intensitas radiasi surya pada ruang bebas pada jarak rata-rata antara bumi dan matahari dinyatakan sebagai konstanta surya dengan nilai 1352 W/m 2 Atmosfir meredam cahaya matahari ketika mencapai permukaan bumi, disebabkan penyerapan uap air pada infrared, penyerapan ozon pada ultrviolet, dan scattering debu udara dan aerosol Derajat

pengaruh atmosfir terhadap cahaya matahari yang diterima pada permukaan bumi disebut air mass AM0 atau Air Mass Zero condition yaitu spektrum solar di luar atmosfir bumi, sesuai untuk aplikasi satelit dan pesawat ruang angkasa Spektrum AM1 menyatakan cahaya matahari pada permukaan bumi ketika matahari berada pada zenith, daya yang masuk adalah sekitar 925 W/m 2 Spektrum AM2 adalah untuk θ = 60 o dan daya sekitar 691 W/m 2 Kondisi Air Mass 15 (AM15, matahari pada sudut 45 o di atas horison) merupakan suatu kondisi yang memuaskan untuk aplikasi di bumi Daya total untuk AM15 adalah 844 W/m 2 Bagaimana prinsip kerja sel surya? Sel surya adalah perangkat yang mengkonversi radiasi sinar matahari menjadi energi listrik Efek fotovoltaik ini ditemukan oleh Becquerel pada tahun 1839, dimana Becquerel mendeteksi adanya tegangan foto ketika sinar matahari mengenai elektroda pada larutan elektrolit ada tahun 1954 peneliti di Bell Telephone menemukan untuk pertama kali sel surya silikon berbasis p-n junction dengan efisiensi 6% Sekarang ini, sel surya silikon mendominasi pasar sel surya dengan pangsa pasar sekitar 82% dan efisiensi komersil sekitar 15% rinsip kerja sel surya silikon adalah berdasarkan konsep semikonduktor p-n junction Sel terdiri dari lapisan semikonduktor doping-n dan doping-p yang membentuk p-n junction, lapisan antirefleksi, dan substrat logam sebagai tempat mengalirnya arus dari lapisan tipen (elektron) dan tipe-p (hole) Semikonduktor tipe-n didapat dengan mendoping silikon dengan unsur dari golongan V sehingga terdapat kelebihan elektron valensi dibanding atom sekitar ada sisi lain semikonduktor tipe-p didapat dengan doping oleh golongan III sehingga elektron valensinya defisit satu dibanding atom sekitar Ketika dua tipe material tersebut mengalami kontak maka kelebihan elektron dari tipe-n berdifusi pada tipe-p Sehingga area doping-n akan bermuatan positif sedangkan area doping-p akan bermuatan negatif Medan elektrik yan terjadi antara keduanya mendorong elektron kembali ke daerah-n dan hole ke daerah-p ada proses ini terlah terbentuk p-n junction Dengan menambahkan kontak logam pada area p dan n maka telah terbentuk dioda Ketka junction disinari, photon yang mempunyai energi sama atau lebih besar dari lebar pita energi material tersebut akan menyebabkan eksitasi elektron dari pita valensi ke pita konduksi dan akan meninggalkan hole pada pita valensi Elektron dan hole ini dapat bergerak dalam material sehingga menghasilkan pasangan elektron-hole Apabila ditempatkan hambatan pada terminal sel surya, maka elektron dari area-n akan kembali ke area-p sehingga menyebabkan perbedaan potensial dan arus akan mengalir Daya listrik yang dihasilkan sel surya ketika mendapat cahaya diperoleh dari kemampuan perangkat sel surya tersebut untuk memproduksi tegangan ketika diberi beban dan arus

melalui beban pada waktu yang sama Kemampuan ini direpresentasikan dalam kurva arus-tegangan (I-V) yang ditunjukkan Gambar 1 Gambar 1 Karakteristik Kurva I-V pada sel surya Ketika sel dalam kondisi short circuit, arus short circuit I SC dihasilkan, sedangkan pada kondisi open circuit tidak ada arus yang dapat mengalir sehingga tegangannya maksimum, disebut tegangan open-circuit V OC Titik pada kurva I-V yang menghasilkan arus dan tegangan maksimum disebut titik daya maksimum (M) Karaktersitik penting lainnya dari sel surya yaitu fill factor (FF), dengan persamaan, FF V V M M = (1) OC I I SC daya maksimum dari sel surya dinyatakan dengan, = V I = V I FF (2) MAX M M OC SC

Sehingga efisiensi sel surya dinyatakan sebagai daya yang dihasilkan dari sel ( MAX ) dibagi dengan daya dari cahaya yang datang ( CAHAYA ) = MAX η (3) CAHAYA Berbagai usaha dilakukan untuk peningkatan efisiensi Salah satu cara adalah dengan membuat permukaan modul yang memiliki piramida piramida yang mengarah ke atas dengan dimensi alas rata-rata 5 µm seperti ditujukkan pada Gambar 2 Cahaya yang datang memiliki kemungkinan ganda untuk memasuki permukaan modul Sebagai akibatnya refleksi permukaan menjadi sangat rendah untuk cahaya yang datang Gambar 2 permukaan modul yang memiliki piramida piramida yang mengarah ke atas dengan dimensi alas rata-rata 5 µm roduksi sel surya dunia telah mencapai angka 2204 MW tahun 2006, meningkat dari 1,656 MW tahun sebelumnya erusahaan Jepang masih mendominasi produksi sel surya global dengan menguasai 40% sel surya yang beredar didunia saat ini, turun dari tahun sebelumnya yaitu 46% Hal ini menunjukkan bahwa pasar sel surya dunia semakin kompetitif dan terus mengalami kenaikan pasar yang signifikan Membuktikan bahwa kebutuhan sel surya dunia akan terus meningkat dan implikasinya akan menurunkan harga dari modul surya itu sendiri Dari hal hal di atas, terdapat beberapa hal yang dapat kita garis bawahi: 1 Terjadi pergeseran dari penggunaan sumber energi tak terbaharui menuju sumber energi terbaharui 2 enggunaan energi melalui solar cell / sel surya merupakan alternatif yang paling otensial 3 Matahari diperkirakan memiliki kehidupan stabil lebih dari 10 10 tahun dengan keluaran energi radiatif yang mendekati konstan 4 Sel surya dapat merubah cahaya matahari menjadi energi listrik dengan nilai efisiensi konversi yang tinggi, sehingga dapat menghasilkan daya permanen

dengan biaya operasi rendah dan bebas polusi 5 Berbagai usaha dilakukan untuk peningkatan efisiensi 6 roduksi sel surya meningkat yang membuktikan kebutuhan sel surya dunia terus meningkat dan implikasinya akan menurunkan harga dari modul sel surya ada akhirnya, kita dapat mengutip apa yang menjadi slogan di Badan enelitian Jerman, yaitu: Alokasikan uang yang banyak untuk riset, maka riset akan memberikan uang yang lebih banyak DAFTAR ACUAN Septina, W, Fajarisandi, D, dan Aditia, M, 2007, embuatan rototipe Solar Cell Murah dengan Bahan Organik-Inorganik (Dye-sensitized Solar Cell), Bandung Sze, SM, 1981, hysics of Semiconductor Devices, Ed 2: John Willey & Sons, New York Zhao, J, Campbell,, dan Gree, MA, 1997, Very High Efficience ERL Silicon Solar Cell Module, roc Of Solar, hal 120 Zhao, J, Wang, A, Abbaspour-Sani, E, Yun, F, Green, MA, dan King, DL, 1996, 22,3 % Efficient Silicon Solar Cell Module, roc Of the 25 th IEEE hotovoltaic Specialist Conference, Washingto DC, hal 1203-1206