A.
SEJARAH PLTS
Tenga listrik
yang berasal dari energi matahari pertama kali ditemukan oleh ahli Fisika asal
nergara Perancis yaitu Alexandre – Edmund Becquerel pada tahun 1839. Dan
akhirnya temuan mereka menjadi cikal bakal munculnya teknologi sel surya.
Percobaan tersebut dilakukan dengan cara menyinari dua elektroda dengan
berbagai cahaya. Elektroda tersebut dibalut menggunakan bahan yang sifatnya
sensitif terhadap cahaya, Yaitu bahan AgCl dan AgBr. Percobaan tersebut
dilakukan pada kotak berwarna hitam yang sudah dikelilingi oleh campuran asam.
Dalam percobaan
mereka tersebut, ternyata energi listrik semakin meningkat ketika intensitas
cahaya juga meningkat. Kemudian penelitian Bacquerel tersebut dilanjutkan lagi
oleh para peneliti lain yang masih penasaran dengan hasil penelitian tersebut.
Kemudian pada tahun 1873, seorang insinyur asal Inggris bernama Willoughby
Smith menemukan komponen selenium yang menjadi sebuah elemen photo cnductivity.
Elemen inilah yang kemudian menambah panjang sejarah sel surya. Tiga tahun
berselang tepatnya pada tahun 1876, William Grylls dan Richard Evans Day
akhirnya membuktikan bahwa selenium tersebut bisa menghasilkan arus listrik
ketika selenium disinari cahaya matahari secara langsung. Dan akhirnya penemuan
mereka tersebut menghasilkan kesimpulan bahwasanya selenium mampu mengubah
energi panas dari matahari menjadi energi listrik.
Akan tetapi
karena pada saat penelitian tersebut tidak ada bagian yang bergerak atau panas,
dinyatakan bahwa ternyata sel surya ini tidak cocok digunakan untuk
menggerakkan atau menyalakan perabotan listrik. Namun pada tahun 1894, seorang
peneliti bernama Charles Fritts membuat sel surya pertama yang dibuat dari
selenium yang sebenarnya adalah bahan semi-konduktor. Tetapi sel surya yang
dibuat olehnya ini dibalut dengan lapisan emas yang tipis. Ternyata hasil percobaannya
tersebut masih belum memenuhi target juga dan tidak bisa digunakan sebagai
sumber energi karena tingkat efisiensinya hanya mencapai 1% saja. Akan tetapi
kemudian penemuan dari Charles Fritts tersebut digunakan sebagai alat sensor
cahaya.
Sejarah sel
surya berlanjut pada tahun 1905, ketika salah satu orang paling jenius di
Dunia, Albert Einstein mempublikasikan tulisan yang membahas tentang
photoelectric effect. Tulisannya tersebut mengatakan bahwa sebenarnya cahaya
terdiri dari quanta of energi atau paket-paket tertentu yang sekarang disebut
dengan photon.
Akhirnya pada
tahun 1982, seorang Australia bernama Hans Tholstrup mengendarai mobil
bertenaga surya sejauh 4000 km dalam waktu 20 hari dan mampu mencapai kecepatan
maksimum 72 km/jam. Dan pada tahun 2007 University of Delawar mampu
mencatatkan
sejarah sel surya karena mampu mencapai efisiensi energi mencapai 42,8%. Dan
akhirnya penemuan tersebut dikomersialisasikan untuk digunakan sebagai sumber
daya listrik.
B.
JENIS-JENIS PLTS
a.
Tersebar
Dipasang
di tiap rumah / lokasi tersebar dengan
kapasitas kecil dan pertimbangan jarak antar lokasi berjauhan contohnya Pico-SHS, SHS, dan PJU
b.
Terpusat ( Komunal ) On grid & Interactives
Digunakan
untuk system pembangkit tenaga listrik
skala menengah, lalu didistribusikan ke pemakai (rumah tangga, lampu jalan). Pembangkit ini
dapat berdiri sendiri ( Off grid ) atau
pun di gabungkan interkoneksi dengan
tegangan PLN ( On grid )
c.
Terpusat (Komunal) Offgrid &
Hybrid
Pembangkit ini masih tergolong pada
pengembangan dari sistem On grid hanya sumber pembangkit lain yang di gabungkan ke dalam
PLTS bersumber dari Diesel, PLTMH, PLTB.
klik2
C.
KOMPONEN DALAM PLTS
a.
Sel surya
Sel surya atau panel surya adalah alat yang digunakan untuk
menyerap dan mengubah sinar matahari menjadi energi listrik. Didalam sinar
matahari terkandung energi dalam bentuk foton. Katika foton ini mengenai
permukaan sel surya, elektronnya akan tereksitasi dan menimbulkan alira
listrik. Peristiwa ini disebut sebagai peristiwa FotoVoltaic atau fotoelektric.
Kenapa energi matahari dapat dikonversikan pada energi listrik oleh
panel surya? sel surya
dapat tereksitasi karena terbuat dari material semikonduktor yang
mengandung unsur silikon. Silikon ini terdiri dari dua jenis lapisan sensitif
yaitu lapisan positif (tipe-P) dan lapisan negatif (Tipe-N)
Panel surya terbagi menjadi dua, yaitu tipe Polikristalin dan
monokristalin.
1.Panel
Polykristalin
Panel pply-kristal terbuat dari kristal silikon block cast. Hal ini
menciptakan efek logam serpihan pada panel. Elektron dapat terjebak dalam batas
butir kristal antara kristal individu dalam sebuah panel polykristal, ini
menyebabkan lebih rendah rating efesiensi. Peringkat efesiensi khas untuk panel
polykristalin adalah sekitar 13.5 % pada 25 celsius.
Tipe ini mmerlukan luas penampang yang lebih besar dibandingkan
dengan jenis monokristalin untuk menghasilkan daya listrik yang sama. Kelebihan
tipe poly ini adalah penal surya masih dapat mengkonversikan energi yang lebih
tinggi pada cuaca yang berawan jika dibandingkan dengan tipe panel
Monokristalin
2.panel Monokristalin
panel Monokristalin terbuat dari kristal silikon tunggal, baik yang
ditemukan secara alami atau tumbuh dilaboratorium. Proses ini disebut
recystallising, sehingga membuat panel monokristal lebih mahal untuk
diproduksi. panel Monokristalin memiliki efesiensi khas sekitar 12 sampai 25%
dengan suhu 50%.
panel Monokristalin dirancang untuk penggunaan yang memerlukan
konsumsi daya listrik besar pada tempat beriklim tropis. Kelemahan panel ini
adalah tidak berfungsi dengan baik jika tempat cahaya matahari kurang.
b.
Solar charge controller
Solar charge controller (SCC) adalah alat yang digunakan untuk
mengontrol proses pengisian muatan listrik dari panel surya kedalam baterai
(Aki) dan juga pengosongan muatan listrik dari baterai pada beban seperti
inverter, lampu, TV dan lain-lain. Pada umumnya terdapat 6 terminal pada sebuah
SCC, 2 terminal untuk arus dari panel surya dua terminal untuk menghubungkannya
pada aki, dan 2 terminal lagi untuk penggunaan.
Dengan adanya solar charge controller maka energi listrik yang
telah dihasilkan oleh sel surya akan otomatis akan diisikan pada aki dan
menjaga aki agar tetap dalam kondisi baik. Kemudian dari SCC juga energi dari
sel surya dapat digunakan langsung.
Ada dua tipe solar charge yaitu yang menggunakan teknologi pulse
width modulation (PWM), dan maximum power point tracking (MPPT).
Solar charge controller PWM akan melakukan pengisian muatan listrik
kedalam baterai dengan arus yang besar ketika baterai kosong dan kemudian arus
pengisian diturunkan secara bertahap ketika baterai semakin penuh.
Misalnya panel surya dapat mempunyai tegangan output sekitar 18
Volt, masuk kesolar charge controller yang memiliki tegangan output sekitar 18
volt, masuk kesolar controller yang mempunyai tegangan output antara 14,2 –
14,5 volt untuk pengisian baterai 12 volt. Dengan demikian akan terdapat
kelebihan tegangan sekitar 18 -14,5 = 3,5 Volt.
Solar charge controller MPPT lebih efesien konversi DC to DC. MPPT
mengambil maximum daya dari PV. MPPT charge controller dapat menyimpan
kelebihan daya yang tidak digunakan oleh beban kedalam baterai dan apabila daya
yang dibutuhkan beban lebih besar dari daya yang dihasilkan oleh PV, maka daya
dapat diambil dari baterai.
Misalnya panel surya ukuran 120 watt memiliki karakteristik maximum
power 7.02 ampere. Dengan solar charge controller selain MPPT dan tegangan
baterai 12.4 Volt, berarti daya yang dihasilkan adalah 12.4 volt X 7.02 ampere
= 87.05 watt. Dengan MPPT maka ampere yang bisa diberikan adalah sekitar 120
watt : 12.4 V = 9.68 ampere.
klik3
c.
Baterai (aki)
Baterai adalah alat untuk menyimpan muatan listrik. Jadi, pada saat
sel surya mengkonversikan energi cahaya matahari menjadi energi listrik, energi
listrik tersebut kemudian disimpan pada baterai yang kemudian akan digunakan.
Secara garis besar, baterai atau aki dibedakan berdasarkan aplikasi
dan kontruksi. Untuk aplikasi baterai dibedakan lagi yaitu untuk engine starter
(otomotif) dan cllep cryle.
Aki engine starter umumnya dibuat dengan pelat timbal yang tipis
namun banyak sehingga luas penampang lebih besar. Dengan demikian, baterai
(aki) ini bisa mempunyai arus listrik yang besar pada saat awal untuk
menghidupkan mesin.
Jenis aki engine starter sebaiknya tidak mengalami discharge hingga
50% kapasitas muatan listrik, ini dimaksudkan untuk menjaga keawtan baterai
(aki). Apabila muatan baterai basar sampai dibawah 50% dan dibiarkan dalam
waktu lama, amak kapasitas muatan baterai tersebut akan semakin berkuarang
sehingga menjadi tidak awet.
Sedangkan baterai tipe deep cycle biasanya digunakan untuk sistem
panel surya (PLTS) dan backup power, dimana baterai mampu mengalami discharge
hingga muatan listriknya tinggal sedikit.
Berdasarkan kontruksinya, baterai dibedakan menjadi tipe
konvensional flooded lead acid (basah), tipe GEL, sealed lead acid (SLA),
absorbed glass mat (AGM) dan valve regulated lead acid (VRLA). Semua baterai
berbasis asam timbal (laed acid)
d.
Inverter
Inverter adalah perangkat yang digunakan untuk mengubah arus DC
dari sel surya dan baterai menjadi arus AC dengan tegangan 220 Volt yang
kemudian akan digunakan pada listrik komersial seperti lampu dan televisi.
Alat ini diperlukan untuk PLTS karena menyangkut instalasi kabel
yang banyak dan panjang. Apabila beban bukan untuk instalasi rumah, misalnya
hanya untuk menghidupkan satu lampu atau alat dengan voltase 12 Volt Direct
current (VDC) dan tidak menggunakan kabel yang panjang seperti penerangan jalan
umum inverter tidak diperlukan.
Apabila jumlah beban banyak dan kabel panjang dan ettap menggunakan
tegangan 12 Volt DC tanpa menggunakan inverter maka adak terdapat rugi-rugi
daya dan listrik yang hilang (losses). Selain itu penggunakan inverter dirasa
penting karena akan mengubah arus menjadi arus yang sama pada PLN sehingga
tidak perlu memodifikasi kembali instalasi yang ada dirumah.
Inverter terbaik dalam mengaplikasikan solar sel sistem adalah
Inverter pure sine wave yang
mempunyai bentuk gelombang sineus murni seperti listrik dari PLN.
Bentuk gelombang ini merupakan bentuk paling ideal untuk peralatan elektronik
pada umumnya sehingga tidak akan menyebabkan kerusakan.
Setelah peralatan-peralatan diatas telah lengkap, baru, sobat dapat
menafaatkan energi matahari menjadi energi listrik yang nantinya digunakan
dirumah. Maka langkah selanjutnya adalah merangkai pembangkit listrik tenaga
matahari (PLTS) tersebut sehingga kemudian dapat benar-benar digunakan.
D.
PERBANDINGAN PLTS DAN PLN
LISTRIK
PLTS
|
LISTRIK
PLN
|
·
Berasal dari sumber
energi terbarukan, yaitu matahari
|
·
Berasal dari sumber
energi fosil, misalnya batu bara, minyak bumi
|
·
Pembangkit listrik yang
ramah lingkungan karena tidak menimbulkan polusi (emisi karbon)
|
·
Dalam proses pembangkitan
listrik dapat menimbulkan polusi (Emisi karbon) yang berdampak buruk pada
lingkungan
|
·
PLTS menghasilkan listrik
jika ada sinar matahari (pagi hingga sore hari)
|
·
PLN menghasilkan listrik
setiap waktu asalkan bahan bakar tersedia
|
·
Dalam penyediaan listrik
tidak perlu membeli sumber energinya, karena tersedia secara gratis oleh alam
|
·
Untuk proses pembangkitan
listrik perlu membeli sumber bahan bakar pembangkitan
|
E.
MANFAAT PLTS
1.
Dapat menyediakan listrik secara
terus menerus karena sumber energinya adalah sumber energi yang terbarukan
2.
Merupakan energi yang bersih dan
ramah lingkungan, sehingga mampu mengurangi emisi gas rumah kaca
3.
Dapat menyediakan listrik dengan
mudah dan tidak memerlukan biaya khusus untuk perawatan
4.
Dapat menyediakan kebutuhan listrik
pada daerah pedesaan, daerah terisolasi, dan pulau-pulau yang tidak teraliri
listrik PLN
Comments
Post a Comment
punya komentar? tuangkan di sini