Mengenal Bahan Pembuatan Sel Surya

Sel surya adalah suatu komponen elektronika yang dapat mengubah energi surya menjadi energi listrik dalam bentuk arus searah (DC). Modul surya adalah unit rangkaian lengkap (dilapisi bahan kedap air dan tahan terhadap perubahan cuaca), tersusun dari sejumlah sel surya yang dirangkai secara seri dan paralel. Hal ini bertujan untuk meningkatkan tegangan dari arus yang dihasilkan sehingga cukup untuk pemakaian system catudaya beban. Ada beberapa bahan untuk membuat sel surya dengan kelebihan dan kekurangannya

Bila foton yang terdiri dari jutaan partikel berenergi tinggi akibat radiasi sinar matahari menumbuk atom silikon dari sel surya dan menghasilkan energi yang cukup mendorong elektron terluar keluar dari orbitnya, maka akan timbul elektron-elektron bebas yang siap mengalir di ujung-ujung terminal sel surya. Kemudian bila beban seperti lampu dipasang di antara terminal negatif dan positif dari sel surya, maka elektron-elektron akan mengalir sebagai arus Iistrik searah yang dapat menghidupkan lampu tersebut, Energi matahari tersedia terus-menerus, maka arus listrik akan dialirkan ke beban terus menerus.

Semakin besar radiasi matahari yang mengenai sel surya, maka semakin besar pula arus yang dihasilkan oleh sel surya tersebut. Sel surya akan selalu memproduksi energi listrik bila disinari oleh matahari. Oleh karenanya sel surya tidak akan pernah habis atau rusak dalam membangkitkan listrik. Biasanya kerusakan terjadi disebabkan karena sel surya tersebut pecah atau karena faktor lain, sehingga bila sel surya dilindungi dengan baik, maka usianya bisa mencapai dua puluh tahun.

Modul Surya yang banyak dipakai di Indonesia adalah jenis silikon kristal, bak yang berbentuk / kristal polisilikon (polikristal) maupun kristal tunggal silikon (mono kristal). Selain jenis silikon kristal tersebut telah dikembangkan juga jenis-jenis lain seperti Gallium Arsenide, Amorphous silicon, Copper Indium Diselenide dan lain-lan.  

Berdasakan pada tipe bahan solar cell nya, modul surya yang umum dipakal dikategoñkan kedalam 3 tipe dengan efisiensi konversinya yaltu perbandingan antara daya yang dihasilkan modul surya dengan radiasi mataai yang ditangkap modul surya dalam satuan (%):

• Type Mono Crystalline; terbuat dari silicon kristal tunggal, efisiensi konversi paling tinggi(12%-18%). Secara visual dapat dilihat dimana wama solar cell merata. Harga tipe modul ini relatif paling mahal.
• Type Poly Crystalline;terbuat dari silicon kristal banyak (Poly), saat ini paling banyak dipakai, efisiensi lebih rendah dari monokristal tetapi lebih tinggi dari amorphous. (10%-15%). Secara visual dapat dilihat dimana wama permukaan solar cell tidak merata & seragam. Harga tipe modul ni relatif lebih murah dari monokristal.
• Type Amorphous; terbuat dari silicon yang tidak terbentuk kristalnya, oleh karenanya disebut juga sebagai non kristalin. Secara visual tipe modul surya ini dapat dilihat dari solar cell nya yg berupa lembaran (sheet, dan bukan kotak-kotak kecil seperti tipe kristalin) dan juga dari ukuran fisiknya. Karena efisiensi konversinya yang rendah (paling rendah diantara kedua type di atas berkirsar 8%-12%), maka ukuran modul surya tipe ini hampir dua kali lipat dari ukuran modul surya kristalin dengan kapasitas yang sama. Beberapa tahun yang lalu tipe ini ditinggalkan para pemakainya karena ketidakstabilan outputnya apabila terkena matahari langsung. Belakangan beberapa produsen meng-claim bahwa teknologi amorphous telah diperbaiki dan dapat menghasilkan listrik yang lebih stabil. Tipe ini paling murah di antara dua tipe lainnya.

Kristalin Silicon Tunggal                                  Wafer silikon untuk keperluan elektronika/computer(bundar pipih) dan sel surya    (persegi berwarna biru).

Untuk mendapatkan keluaran energi Iistrik yang optimum di Indonesia, maka cukup dilakukan dengan memiringkan modul surya tersebut ke suatu arah dengan sudut kemiringan sebesar lintang lokasi PLTS-SHS tersebut berada. Sebagai contoh apabila lokasi tersebut berada di sebelah utara khatulistiwa maka modul surya tersebut dihadapkan ke selatan, dan sebaliknya bila diselatan khatulistiwa maka modul surya dihadapkan ke utara. Untuk memasang PLTS-SHS di Jakarta yang mempunyai posisi 8° Lintang Selatan, maka modul surya tidak dipasang mendatar, tetapi akan dimiringkan ke arah utara dengan sudut kemiringan 8°. 

 

energi surya di gedung - exsplow.com

Selain pengaruh arah dari modul surya, temperatur juga dapat mempengaruhi energi listrik yang dihasilkannya. Semakin tinggi temperatur modul surya jenis silikon kristal, maka akan semakin berkurang tegangan yang dihasilkannya yaitu sebesar 0,04V sampai 0,10V per ºC. Oleh karena itu, dalam pemasangan modul surya diusahakan tidak dipasang langsung di atas atap, tetapi diberikan jarak antara 30 sampai 50cm, hal ini dilakukan untuk menghindari terjadinya akumulasi panas di bagian bawah modul surya.Output standar setiap modul surya umumnya dicantumkan pada label yang di lekatkan di bagian belakang dari modul surya. Output tersebut di ukur pada STC (Standard Test Condition 1 kW/m2 pada distribusi spectral AM 1,5 dan Temperatur cell 25°C). Sedangkan output harian yang dihasilkan oleh modul surya sangat tergantung pada tingkat radiasi matahari yang menyinari modul surya.

Beberapa istilah yang banyak dipakai untuk meng-ekspresikan radiasi matahan ini adalah: Radiasi Matahari, Irradiance, Insolaon, ESH (equal sun hour), PSH (peak sun hour). Seluruhnya mengacu pada hal yang sama, yakni menunjukkan berapa kWh/m2/hari radiasi matahari yang sampai di permukaan bumi, di lokasi tertentu.

Berdasarkan hal tersebut dapat dihitung output modul surya yang dipasang di suatu daerah tertentu. Sebagai contoh, modul Surya dengan daya 50Wp dipasang di Jakarta, dimana radiasi mataharinya rata-rata 3.5 kWh/m²/hari maka secara kasar energi output rata-rata modul surya 100 Wp adalah = 3.5 x 100Wh/han = 350 Wh/hari (350 Watt jam/hari). Apabila dipertimbangkan kehilangan energi karena efisiensi pengisian battery dan penggunaan kabel, misalnya 10%, maka efisiensi system diperhitungkan 90%. Oleh karenanya energi listrik yang tersedia yang dapat digunakan untuk menghidupkan beban adalah= 350 Watt Jam/hari x 90%= 315 Watt jam/hari.