Bagaimana cara kerja listrik tenaga surya

Panel listrik tenaga surya terbuat dari bahan semikonduktor. Dilansir dari Encyclopedia Britannica, semikonduktor adalah jenis bahan dengan konduktivitas listrik di antara konduktor dan isolator.

Artinya, panel listrik tenaga surya dapat bersifat konduktor (menghantarkan listrik) atau bersifat isolator (tidak dapat menghantarkan listrik) dalam kondisi tertentu.

Terbuat dari dua tipe semikonduktor

Panel listrik tenaga surya umumnya terbuat dari dua tipe semikondutor, yaitu tipe-p dan tipe-n. Mengutip dari American Chemical Society, semikonduktor tipe-p merupakan silikon yang dicampur dengan bahan berelektron lebih rendah seperti boron dan gallium.

Adapun, semikonduktor tipe-n merupakan silikon yang dicampur dengan bahan berelektron lebih tinggi seperti fosfor. Sehingga, semikonduktor tipe-n memiliki kelebihan elektron (bermuatan negatif) dan semikonduktor tipe-p memiliki kelebihan proton (bermuatan positif).

Baca juga: Energi Terbarukan di Indonesia

Dua semikonduktor disimpan dalam panel 

Kemudian, kedua semikonduktor tersebut disimpan secara berhimpitan dalam panel listrik tenaga surya. Ketika panel listrik terkena panas matahari akan terbentuk “hole” atau lubang akibat kekosongan elektron pada semikonduktor tipe-p.

Menyadur dari Live Science, foton sinar matahari juga akan membuat elektron bebas dari semikonduktor tipe-n bebas dan terdorong keluar. Elektron-elektron tersebut kemudian mengisi hole pada semikonduktor tipe-p.

Aliran elektron tersebut kemudian menciptakan arus listrik pada panel listrik tenaga surya selama panel disinari oleh matahari.

Aliran listrik dari panel surya dapat digunakan langsung ataupun disimpan di dalam baterai. Efektivitas kerja panel tenaga listrk tenaga surya adalah sekitar 11 hingga 15 persen, namun belakangan inid ikembangkan panel listrik dengan efisiensi 40 persen.

Baca juga: Mengapa Energi Terbarukan Tidak Pernah Habis Dibandingkan Energi Fosil?

Semakin efisien suatu panel surya, maka semakin besar tenaga matahari yang diubah menjadi energi listrik. Ketika tidak dikenai panas matahari, panel surya tidak akan berkerja dan bersifat sebagai isolator.

Indonesia merupakan negara tropis yang akan selalu memperoleh sinar matahari sepanjang tahun. Kondisi alami ini tentunya harus dimanfaatkan secara maksimal sebagai sumber energi, seperti Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) yang terus dikembangkan di Indonesia.

Daftar Isi

• Pengertian Pembangkit Listrik Tenaga Surya
• Cara Kerja PLTS
  • 1. Fotovoltaik
  • 2. Pemusatan Energi
• Alat & Komponen
  • 1. Panel Surya
  • 2. Controller Regulator
  • 3. Baterai / Accu
  • 4. Inverter AC
• Hambatan Perkembangan PLTS di Indonesia
• Tantangan PLTS di Indonesia

Pengertian Pembangkit Listrik Tenaga Surya

Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) adalah pembangkit listrik yang memanfaatkan energi panas matahari dan mengubahnya menjadi energi listrik. PLTS adalah salah satu solusi untuk memenuhi kebutuhan listrik yang terus bertambah.

Prinsip kerja PLTS bisa dilakukan dengan dua cara, yaitu secara langsung menggunakan fotovoltaik dan secara tidak langsung dengan pemusatan energi surya.

Fotovoltaik merupakan mekanisme mengubah secara langsung energi cahaya menjadi listrik menggunakan efek fotoelektrik. Sedangkan pemusatan energi surya memanfaatkan sistem lensa atau cermin yang dikombinasikan dengan sistem pelacak untuk memfokuskan energi matahari pada satu titik untuk menggerakan mesin kalor.

Cara Kerja PLTS

Pembangkit listrik tenaga surya memiliki konsep kerja yang sederhana, yaitu mengubah cahaya matahari menjadi energi listrik melalui sel surya. Sel surya merupakan komponen terpenting pada PLTS. Obyek berukuran sekitar 10-15 cm persegi ini mampu mengonversikan energi surya menjadi energi listrik.

icasolar.com

Tak hanya terdiri dari sel surya, sistem PLTS juga terdiri dari komponen Balance of System (BOS), yaitu inverter dan controller. Listrik yang berasal dari PLTS akan disimpan pada baterai atau penyimpan daya lainnya agar daya listrik tetap bisa digunakan meskipun tidak ada cahaya atau kondisi gelap.

baca juga:  KTT Bumi - Sejarah, Isu Penting, Kesepakatan dan Sikap

Ada 3 lapisan solar panel pada PLTS ini, yaitu lapisan bagian atas panel P (positif), lapisan tengah untuk pembatas, dan lapisan bawah atau panel N (negatif). Pembangkit listrik yang bekerja dengan tenaga surya ini juga mengadopsi sistem yang didasarkan pada efek fotoelektrik yang terdapat pada bagian bagian tersebut.

Efek fotoelektrik akan berlangsung pada saat elektron yang disebabkan oleh sinar matahari pada lapisan panel P terlepas serta membuat aliran proton ke lapisan di panel N yang ada di bawahnya. Arus listrik inilah yang kemudian dihasilkan dari proses tersebut.

Secara garis besar, ada dua alur cara kerja Pembangkit Listrik Tenag Surya, yaitu efek fotovoltaik atau cara kerja langsung, dan melalui pemusatan energi surya atau secara tidak langsung.

1. Fotovoltaik

Fotovoltaik adalah sel pengubah energi cahaya menjadi listrik yang ditemukan pertama kali oleh Charless Fritts tahun 1880. Kinerja sel ini menggunakan efek fotoelektrik dalam menghasilkan arus listrik. Cara kerja sistem ini sangat sederhana, yaitu menggunakan perbedaan tegangan yang dihasilkan dari efek fotoelektrik untuk memproduksi listrik.

2. Pemusatan Energi

Sistem ini menggunakan cermin atau lensa serta sistem pelacak sehingga energi matahari yang diterima di luas permukaan tertentu akan difokuskan ke satu titik. Selanjutnya, panas yang sudah terkonsentrasi digunakan sebagai sumber panas pembangkit listrik untuk menggerakkan generator atau media penyimpan panas lainnya.

Teknologi yang banyak digunakan di masyarakat adalah cermin parabola, lensa reflector Fresnel, dan menara surya. Pembangkit Listrik Tenaga Surya terbesar yang menggunakan sistem ini adalah Ivapah Solar Plant yang berlokasi di Gurun Mojave. Pembangkit listrik dengan sistem kerja ini bisa menghasilkan daya sebesar 377 Mega Watt.

Alat & Komponen

Dengan cara kerja yang begitu kompleks, dapat dijelaskan bahwa Pembangkit Listrik Tenaga Surya juga terdiri atas beberapa peralatan dan komponen utama, antara lain:

baca juga:  Infografis - Permasalahan Sampah Jakarta

1. Panel Surya

Panel surya merupakan sel-sel surya yang disatukan dan dihubungkan secara seri atau paralel sesuai kapasitasnya. Sel surya terdiri dari dioda semi konduktor yang mengubah cahaya matahari menjadi listrik tanpa batas dan tidak memerlukan bahan bakar. Sistem sel surya ini tidak menimbulkan polusi dan ramah lingkungan.

Komponen vital pada pembangkit listrik yang bersumber dari tenaga surya ini umumnya terbuat dari bahan semi konduktor, seperti multicrystalline silicone dan amorphous silicon. Penggunaan multicrystalline silicone banyak digunakan karena lebih efisien dalam menghasilkan listrik yang lebih besar daripada amorphous silicon.

2. Controller Regulator

Controller Regulator berguna untuk mengatur listrik dari panel surya ke beban.

3. Baterai / Accu

Baterai atau Accu digunakan untuk menampung listrik yang diproduksi oleh panel surya sebelum digunakan.

4. Inverter AC

Inverter AC adalah alat pengubah arus DC yang berasal dari Baterai atau Accu yang berdaya 12 volt menjadi arus AC dengan tegangan 220 volt. Selain aman, arus listrik yang dikeluarkan oleh inverter sangat stabil, sehingga tidak membutuhkan stabilizer.

Hambatan Perkembangan PLTS di Indonesia

Pembangkit Listrik Tenaga Surya diharapkan dapat menjadi salah satu energi alternatif andalan di Indonesia. Harapan tersebut mencuat sejak tahun 80-an, meski hingga saat ini perkembangannya tidak begitu signifikan.

swadesisuryapersada.co.id

Data dari Institute for Essential Service Reform (IESR) menyatakan bahwa saat ini baru terpasang PLTS sekitar 100 Mega Watt. Hal ini sangat jauh dari potensi yang diharapkan yang mencapai 500 Giga Watt. Realisasi tersebut juga begitu jauh dari target yang ditetapkan oleh PT PLN (Persero).

Koordinator Peneliti Energi Terbarukan dan Spesialis Sistem IESR, Pamela Simamora mengemukakan bahwa kondisi kurang berkembangnya PLTS tersebut akan terus terjadi apabila pemerintah tidak dapat menghadapi beberapa tantangan. Kondisi demikian menurutnya dapat diatasi dengan kebijakan pemerintah.

baca juga:  Pembangkit Listrik Tenaga Gas - Pengertian, Sejarah, Cara Kerja, Kelebihan & Kekurangan

Tantangan PLTS di Indonesia

Adapun tantangan yang membuat perkembangan PLTS di Indonesia terhambat adalah:

• Adanya dilema terhadap tarif pembangunan yang tidak menarik. Selain itu, skema build, own, operate dan transfer juga masih menjadi isu utama.
• Adanya alokasi risiko tidak seimbang. Risiko tersebut membuat biaya yang harus dikeluarkan untuk menyediakan pembangkit listrik tenaga surya menjadi sangat tinggi.
• Tidak disediakan lahan untuk PLTS secara gratis. Di Uni Emirat Arab, pemerintah setempat memberikan lahan PLTS secara gratis dengan suku bunga perbankan yang kompetitif, yaitu sekitar 2,6% hingga 3,6%. Hal ini memudahkan para vendor untuk membangun panel-panel surya.
• Tidak adanya insentif yang diberikan pemerintah. Brasil merupakan negara yang menjadi contoh pengembangan PLTS paling cepat. Hal tersebut karena adanya sokongan insentif yang ditawarkan pemerintah, mulai dari diskon transmisi, distribusi listrik, pinjaman lunak, hingga suku bunga yang rendah. Hal ini membuat harga listrik hasil dari PLTS Brasil hanya sekitar US$ 1,75 sen per kWh.

Meskipun masih banyak kendala yang dihadapi dalam memaksimalkan pemanfaatan tenaga surya sebagai sumber listrik, Indonesia berhasil membangun PLTS Kupang dengan kapasitas 5 Mega Watt. PLTS tersebut berdiri di atas tanah seluas 7,5 hetar dengan ribuan panel surya.

Satu panel surya di PLTS tersebut mampu menghasilkan 230 watt listrik. Untuk wilayah NTT yang selalu disinari cahaya matahari, pembangunan PLTS memang menjadi ide yang cerdas. Pembangunan PLTS yang dicetuskan oleh PT Lembaga Elektronik Nasional tersebut sangat membantu pihak PLN dalam mengatasi defisit pasokan listrik yang ada di wilayah Kupang dan sekitarnya.

Bagaimana cara kerja pembangkit listrik tenaga surya brainly?

Bagaimana cara listrik tenaga surya PLTS menghasilkan energi listrik?