Satu photocell terdiri dari satu sambungan bahan-agak-penghantar (semiconductor) P dan N. Bahan-agak-penghantar banyak dibuat dari silicon atau germanium. Pada P semiconductor, katakanlah silicon, bahan diserapi (doping) atom yg electronnya kurang, sehingga ikatan electronnya diganti oleh lubang (Hole). Sedangkan pada N semiconductor, diserapkan atom yg kelebihan electron. Demikianlah bangun atom semiconductor P dan N terbentuk (Lihat Gambar-1).

Kelebihan electron dan hole ini dapat bergerak, sehingga arus listrik dapat mengalir. Pada Gambar-2 elektron berjalan dari N ke P. Pada N akan menimbulkan muatan positif. Sedang pada P elektron bergabung dengan ‘hole’, menyebabkan keduanya lenyap ternetralkan.

Demikian juga dengan hole, bisa berjalan dari P ke N. Meninggalkan muatan negatif di P, sedang hole yg pindah ke N tadi gabung bersama elektron sehingga keduanya saling melenyapkan, lihat Gambar-3

Pada perbatasan P dan N akhirnya terbentuk medan listrik yg disebut lapisan-tipis (Depletion Layer). Hal ini dapat digambarkan seperti Gambar-4.

Ketika cahaya menimpa PN junction, energi foton cahaya membuat lebih banyak electron bergerak di N dan hole bergerak di P. Terbangkit tegangan Vp-n= 0,5-0,6V . Hubungsn seri dan parallel dari photovoltaic ini menentukan tegangan volt DC dan daya watt dalam sebuah panel-solar. Jadi dari energi sinar, telah dirubah menjadi energi listrik yg dapat didayagunakan (Gambar-5).

Menghubungkan solar cell ke sebuah rangkaian membuat electron dan hole mengalir membentuk arus listrik untuk didayagunakan misalnya menghidupkan lampu.

PLTS dipakai dengan daya kecil sampai besar tergantung keperluan pemakai. Perumahan atau perorangan bisa dari 400 w sampai puluhan kw. Sedang keperluan untuk usaha bisa lebih besar lagi sampai aras mw.

Pembangkitan listrik dimulai dari panel-surya yg menampung sinar, lalu dayanya digabungkan. Sampai di sini, tegangannya adalah arus-searah atau DC. Jika ada beban yg memerlukan tegangan DC, bisa mengambil pada aras ini dengan penyesuaian besarnya tegangan. Selanjutnya tegangan ini dirubah menjadi tegangan arus-bolak-balik atau AC dengan menggunakan perangkat inverter. Tegangan keluaran AC dari inverter dan frekwensinya sudah disesuaikan standart peralatan, dalam hal ini sesuai dengan tegangan PLN 220 V dan 50 Hz. Keluaran PLTS yg sudah sesuai ini menjadi masukan Panel Distribusi Utama (PDU) dari konsumen. Pada rangkaian distribusi sampai PDU, dapat ditambahkan saklar, gawai pengaman arus lebih (Circuit Breaker), dan gawai lain. Dengan demikian, energi PLTS telah bisa dipakai. Dalam hal hubungan dengan pemasok energi listrik lain, misal PLN atau Generator-Set (Genset), dapat dikendalikan pada PDU atau panel-distribusi lain.
Hubungan antara PLTS dan pemasok energi lain, sebut saja PLN, ada tiga jenis. Yang mana yang akan dipakai, tergantung mana yang paling menguntungkan menurut konsumen, dan sesuai dengan peraturan yang ada. Hubungan tersebut adalah sbb:

Pada hubungan ini, di mana PLTS terhubung ke PLN lewat PDU, maka saat PLTS kelebihan daya akan mengexport daya ke PLN. Sedang saat PLTS kekurangan daya, maka konsumen akan mengimport dari PLN. Lihat Gambar-5, untuk blok-diagramnya. Keuntungan dari sistem ini adalah tidak perlu menyediakan battery untuk menyimpan energi, dan dapat menerima pengembalian biaya energi dari PLN sesuai peraturan dan tarifnya sesuai energi yg diexport.

Pada sistem ini, sistem kelistrikan PLTS berdiri sendiri, tak terhubung ke PLN. Ini menjadi sangat berguna pada daerah yg tak terjangkau PLN atau penyedia kelistrikan lainnya. Sama sekali tak tergantung pada PLN. Tapi diperlukan battery dan perangkatnya sebagai penyimpan energi listrik, dan karena tak terhubung ke PLN, bisa jadi ada hasil energi dari PLTS yg tak dapat dieksport dan hilang percuma. Sistem ‘off grid’ ini dapat dijelaskan lebih lanjut dengan Gambar-6.

Pada PLTS sistem off-grid, jika ada gangguan, dapat karena gangguan kurangnya sinar matahari atau peralatan yang rusak, maka prmasok listrik PLN dapat menjadi pertimbangan untuk tetap dipasang sebagai cadangan. Dengan demikian pasokan energi listrik bisa lebih handal. Sistem ini dinamakan sistem hybrid atau campuran.

Poros putar bumi tidaklah sejajar dengan poros matahari. Oleh sebab itu, lintasan matahari terhadap bumi tidak selalu di khatulistiwa, melainkan bergeser dari 0⁰(Khatulistiwa) bergeser ke utara 23,5⁰ Lintang Utara, lalu membalik ke arah Selatan sampai 23,5⁰ Lintang Selatan, kemudian ke Utara. Demikian seterusnya.

Untuk Indonesia yg terletak diantara 6⁰ Lintang Utara sampai 11^o Lintang Selatan, memasang panel-surya cukup efektif horisontal saja terhadap sumbu Utara-Selatan. Dengan demikian jika lokasi Anda dilewati Khatulistiwa maka saat matahari di Khatulistiwa sinar matahari tegak lurus di panel-surya Anda. Jika lokasi Anda di Lintang Utara, pasang saja horizontal menurut sumbu Utara- Selatan, karena jika diarahkan ke Selatan akan berkurang efektifitasnya ketika musim hujan. Jika lokasi Anda ada di Lintang Selatan, lebih efektif panel surya dipasang miring ke Utara sebesar derajat Lintang-Selatan lokasi Anda. Contohnya jika Anda ada di Pulau Jawa, ada di 7,0⁰ Lintang Selatan, arahkan panel surya Anda miring ke Utara 7⁰. Perhatikan Gambar-7: / a + /c = 90^o, sedang /b + /c = 90⁰, jadi /a = /b = Sudut kemiringan solar-panel. Sedangkan arah Timur-Barat tidaklah terlalu berpengaruh, buat saja horizontal tanpa kemiringan, atau 0 derajat. Hal lain, usahakan jangan ada yg menghalangi sinar matahari menimpa panel-surya atau membuat bayangan, pohon misalnya.

Pada spesifikasi panel surya, terdapat satuan daya yg disebut watt-peak (wp). Memahami satuan ini, akan sangat membantu dalam menilai efisiensi panel surya, dan menghitung kebutuhan panel-suryanya.

Wp = Daya listrik maksimum yg dihasilkan dalam ‘keadaan standart’. Faktor-faktor yg mempengaruhi keadaan-standart ini adalah:

Pada panel surya, w_p/ m² yang lebih besar berartikan panel surya yang lebih bagus. Teknologi photovoltaic sekarang menghasilkan 150 sampai 200 w_p/ m². Katakanlah rata-rata 175 w_p/ m² . Ini dalam keadaan standart, tapi mengingat faktor yang dapat mempengaruhi keadaan standart seperti tersebut diatas, ada faktor koreksinya. Perlu diingat lagi bahwa matahari bagus bersinar di musim kemarau, dan berkurang di musim hujan, yang masing-masing musimnya 6 bulan. Walaupun faktor koreksi ini sangat bervariasi, tergantung pada keadaan yang tidak standart, dapat kita perkirakan sebesar 0,55 dalam hal menghitung kebutuhan w_p.

Wp yang diperlukan dalam keadaan terburuk= Daya total beban peralatan/0,55 x 0,7.

Faktor 0,7 ini muncul sebagai pengimbang bahwa kenyataannya tidak semua peralatan hidup semua dalam keadaan kerja penuh. Contohnya mesin penyejuk udara, setelah temperatur ruang yang didinginkan tercapai, yang bekerja hanya kipas peniupnya saja (Blower), kompressor ringan atau bahkan mati. Banyaknya unit penyejuk-udara juga tidak semuanya bekerja penuh secara bersamaan.

Misal total beban peralatan, termasuk penerangan, adalah 2000 watt, maka:
Wp=(2000/0,55) x 0,7 watt= 2545,0 w.

Jika sebuah panel-surya 1m x1,6m memiliki w_p = 400 W, maka memasang 6 panel-surya ini akan memadai. Jika ternyata kurang, karena perhitungan ini mengandung ralat tergantung dari situasi tidak-standart, panel surya bisa ditambahkan.

Bagaimana nilai keekonomian investasi PLTS ini? Kita teruskan perhitungannya dengan contoh PLTS diatas. Harga PLTS on grid 6 panel surya + panel listrik + kabel + Ongkos pasang sekitar Rp40.000.000,-. Modal ini akan balik dalam berapa hari (H)? Dalam kasus ini export energi KWH tidak kita perhitungkan.

Energi yg didapat perhari adalah E = 6 x 400w x 0,55 x 10 hours= 13.200 wh= 13,2 kwh.

Harga listrik per kwh sekitar Rp1.500,-. Dengan demikian:
H= Rp40.000.000/(13,2kwh/hari x Rp1.500/kwh)= 2020,0 hari atau dalam tahun= 5,50 tahun.
Sedang masa pakai solar-panel di pasaran spesifikasinya sekitar 25 tahun.
Perlu dicatat bahwa perhitungan ini tidak memasukkan faktor biaya perawatan dan perbaikan, juga ini untuk PLTS skala rumahan. Untuk PLTS yg besar, perlu perencanaan dan perhitungan yang lebih pas.

PT Sistemdo Kharisma
Address: Jl. Salatiga- Solo KM4, Bener- Tengaran, Kab. Semarang 50775, Central Java, Indonesia.
Handphone/ SMS/ WA +62 (0)856-2716-024
Email: ptsistemdo@gmail.com , sistemdo@sistemdo.co.id Website: http://sistemdo.co.id
Company Profile PT Sistemdo Kharisma :

>YOUTUBE

>INSTAGRAM

>TIKTOK

>FACEBOOK

Find out more information on others pages:
Dapatkan informasi lebih lanjut di halaman lain:

Home/ About Us/ Portfolio/ Recent Commercial Projects/ Tech News/ Products/ New Products/ Customer Feedback/ Contact Us / Lowongan Kerja / Legal Aspek / News

	Jumlah Pengunjung Sejak 2013