Panel Surya

PANEL SURYA

SEKILAS TENTANG PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA

Sumber daya alam alternatif terbesar untuk pembangkit listrik yang disediakan oleh Tuhan pencipta alam semesta ini adalah cahaya matahari. Cahaya matahari ini di Indonesia tersedia dari jam 6 pagi sampai dengan jam 6 sore. Cahaya matahari tidak perlu kita beli atau kita bayar dan tersedia dalam jumlah yang tidak terbatas. Cahaya matahari dapat dirubah menjadi energi listrik, yang lazim disebut PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA (PLTS).

Pembangkit Listrik Tenaga Surya ini sangat berguna didaerah yang tidak terjangkau oleh jaringan listrik PLN dan keadaan darurat dimana suplai listrik dari PLN terhenti.
Permasalahan mendasar dalam membangun PLTS ini untuk kebutuhan rumah tangga ini membutuhkan biaya yang cukup besar. Biaya yang cukup besar ini hanya dikeluarkan pada saat membangun PLTS sedangkan umur PLTS ini bisa mecapai 20 tahun (hitunglah berapa biaya listrik yang harus anda bayar ke PLN setiap bulannya bandingkan dengan biaya yang harus dikeluarkan untuk membangun PLTS). Dalam artikel berikutnya akan kami bahas biaya instalasi PLTS sederhana.

Apa saja yang dibutuhkan untuk membangun Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) sederhana? :

·      Panel Sel Surya (Solar cell).

·      Rangkaian kontroler pengisian (charge controller).

·      Baterai (aki) 12 volt yang maintenance free.

·      Inverter DC ke AC

CONTOH INSTALASI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA

1.    PANEL SEL SURYA (SOLAR CELL)

Panel surya / solar cell menghasilkan energi listrik dengan mengkonversikan energi cahaya matahari menjadi listrik. Sel silikon (disebut juga solar cell) yang disinari matahari, membuat photon yang menghasilkan arus listrik. Sebuah sebuah solar cell menghasilkan arus listrik searah (DC) dengan tegangan kurang lebih 0.5 Volt.

Panel sel surya merupakan modul yang terdiri beberapa sel surya yang digabung dalam hubungan seri dan paralel tergantung ukuran dan kapasitas yang diperlukan. Modul sel surya itu menghasilkan energi listrik yang proporsional dengan luas permukaan panel yang terkena sinar matahari. Jadi sebuah panel surya / solar cell 12 Volt terdiri dari kurang lebih 36 sel (untuk menghasilkan 17 Volt tegangan maksimum).

Kebanyakan pemasangan panel surya diletakkan dengan posisi statis menghadap matahari, seperti diatap rumah atau menggunakan tiang yang berdiri sendiri, ditempat yang tidak terdapat penghalang sinar matahari. Padahal bumi itu bergerak mengelilingi matahari. Orbit yang ditempuh bumi berbentuk elips dengan matahari berada di salah satu titik fokusnya. Karena matahari bergerak membentuk sudut selalu berubah, maka dengan posisi panel surya itu yang statis itu tidak akan diperoleh energi listrik yang optimal. Agar dapat terserap secara maksimum, maka sinar matahari itu harus diusahakan selalu jatuh tegak lurus pada permukaan panel surya. Jadi, untuk mendapatkan energi listrik yang optimal, sistem sel surya itu masih harus dilengkapi dengan rangkaian kontroler optional untuk mengatur arah permukaan panel surya agar selalu menghadap matahari sedemikian rupa sehingga sinar mahatari jatuh hampir tegak lurus pada panel suryanya, kontroler ini cukup mahal sehingga jarang dipergunakan.

Dipasaran tersedia berbagai merek panel surya dengan kapasitas 10 watt, 20 watt, 50 watt, 100 watt, 150 watt. Dan harganya bervariasi misalnya panel 50 watt harga berkisar 1 juta s.d 1,5 juta. Saat ini banyak juga beredar dipasaran panel made in china, panel buatan china ini cukup baik kualitasnya (untuk diketahui perusahaan besar pembuat panel surya untuk solar cell diproduksi oleh pabrikan di china). Umur pakai panel surya berkisar 20 tahun dan bebas perawatan.

2.    CHARGE CONTROLLER

Rangkaian kontroler pengisian (charge controller) merupakan rangkaian elektronik yang melakukan pengaturan pengisian aki (baterai). Aki (baterai) seperti aki mobil tegangannya adalah 12 volt, tegangan yang berlebih pada saat pengisian aki akan menyebabkan kerusakan pada aki. Kontroler ini berfungsi mengatur tegangan aki dalam 12 volt (+/- 10%), apabila tegangan turun menjadi 10,8 volt maka kontroler akan mengisi aki dengan panel surya sebagai sumber dayanya, sebaliknya apabila tegangan aki pada proses pengisian telah lebih 13,2 volt maka kontroler akan menghentikan pengisian aki.

Dipasaran tersedia charge controller 10 Amp, 15 Amp, 20 Amp, 30 Amp, 50 Amp.

3.  AKI (BATERAI)

Aki (baterai) adalah alat penyimpan tenaga listrik arus searah ( DC ). Ada beberapa jenis aki yang beredar di pasaran yaitu :

·                     Aki Basah/konvensional.

·                     Aki Hybrid.

·                     Aki MF (Maintance Free)

Aki basah/konvensional, masih menggunakan asam sulfat ( H2SO4 ) dalam bentuk cair.  Sedangkan aki MF sering disebut juga aki kering karena asam sulfatnya sudah dalam bentuk gel.  

Ada beberapa pertimbangan dalam memilih aki :

·                     Tata letak, apakah posisi tegak, miring atau terbalik. Bila pertimbangannya untuk segala posisi maka aki kering adalah pilihan utama karena cairan air aki tidak akan tumpah.

·                     Voltase / tegangan, di pasaran yang mudah ditemui adalah yang bertegangan 6V, 12V dan 24V.  Untuk penggunaan pembangkit listrik tenaga surya mempergunakan tegangan 12 volt.

·                     Kapasitas aki adalah dalam satuan Ah ( Ampere hour ), yang menyatakan kekuatan aki, seberapa lama aki tersebut dapat bertahan mensuplai arus dengan beban tertentu.

·                     Pemakaian dari aki itu sendiri apakah untuk kebutuhan rutin yang sering dipakai ataukah cuma sebagai back-up saja.  Aki basah, tegangan dan kapasitasnya akan menurun bila disimpan lama tanpa recharge, sedangkan aki kering relatif stabil bila di simpan untuk jangka waktu lama tanpa recharge.

·                     Harga aki kering karena mempunyai banyak keunggulan harganya lebih mahal daripada aki basah. 

4.  INVERTER DC TO AC

Inverter adalah rangkaian perangkat elektrik yang digunakan untuk Mengubah arus listrik searah (DC) menjadi arus listrik bolak balik (AC). Inverter mengkonversi arus listrik searah (DC) dari perangkat seperti baterai, panel surya menjadi arus listrik dua arah (AC). Penggunaan inverter dalam Pembangkit listrik tenaga surya adalah untuk perangkat yang menggunakan arus listrik dua arah (AC) seperti TV, komputer, lampu penerangan dll.

     

     Beberapa hal yang perlu dipertimbangkan dalam pemilihan inverter :

·                     Kapasitas beban dalam Watt, usahakan memilih inverter yang watt-nya mendekati beban yang hendak kita gunakan agar effisiensi kerjanya maksimal. Dipasaran tersedia berbagai merek dengan beban 500 watt, 1000 watt, 2000 watt.

·                     Input DC 12 Volt atau 24 Volt.

·                     Sinewave ataupun square wave output AC. True sine wave inverter diperlukan terutama untuk beban-beban yang masih menggunakan motor agar bekerja lebih mudah, lancar dan tidak cepat panas. Oleh karena itu dari sisi harga maka inverter true sine wave yang paling mahal karena inverter jenis ini yang paling mendekati bentuk gelombang asli dari jaringan listrik PLN. Sedangkan pada square wave inverter, beban listrik yang menggunakan kumparan / motor tidak dapat bekerja sama sekali. Dalam perkembangannya di pasaran juga beredar modified sine wave inverter yang merupakan kombinasi antara square wave dan sine wave.  Perangkat yang menggunakan kumparan masih bisa beroperasi dengan modified sine wave inverter, hanya saja kurang maksimal.Selain itu dikenal juga istilah Grid Tie inverter yang merupakan special inverter yang biasanya digunakan dalam sistem energi listrik terbarukan, yang mengubah arus listrik DC menjadi AC yang kemudian diumpankan ke jaringan listrik yang sudah ada.  Grid Tie Inverter juga dikenal sebagai synchronous inverter dan perangkat ini tidak dapat berdiri sendiri, apalagi bila jaringan tenaga listriknya tidak tersedia.

·                     Rugi/loss yang terjadi pada inverter biasanya berupa dissipasi daya dalam bentuk panas.  Effisiensi tertinggi dipegang oleh grid tie inverter yang diclaim bisa mencapai 95-97% bila beban outputnya hampir mendekati rated bebannya.  Sedangkan pada umumnya effisiensi inverter adalah berkisar 50-90% tergantung dari beban outputnya.  Bila beban outputnya semakin mendekati beban kerja inverter yang tertera maka effisiensinya semakin besar, demikian pula sebaliknya.  Modified sine wave inverter ataupun square wave inverter bila dipaksakan untuk beban-beban induktif maka effisiensinya akan jauh berkurang dibandingkan dengan true sine wave inverter.  Perangkatnya akan menyedot daya 20% lebih besar dari yang seharusnya.