Prinsip Dari Modul Surya Dalam Produksi Listrik – Energi baru dan terbarukan memegang peranan yang sangat penting dalam memenuhi kebutuhan energi. Hal ini disebabkan penggunaan bahan bakar pada pembangkit listrik tradisional. Menipisnya cadangan minyak bumi, gas dan batubara memakan waktu yang lama dan terus berkurang serta dapat menyebabkan pencemaran lingkungan.
Prinsip Dari Modul Surya Dalam Produksi Listrik
energiasolaraldia – Selain itu, Indonesia merupakan wilayah tropis dengan potensi energi surya yang sangat tinggi. Energi matahari merupakan sumber energi yang tidak terbatas dan persediaannya tidak akan pernah habis. Energi ini juga dapat dijadikan energi alternatif yang dapat diubah menjadi listrik dengan menggunakan sel surya. Masyarakat yang membutuhkan listrik dapat memanfaatkan panel surya sebagai sumber listrik alternatif Panel surya terdiri dari beberapa susunan sel surya.
Umumnya sel surya terbuat dari silikon. Ia memiliki sifat sebagai penyerap energi matahari yang sangat baik. Ketika panel surya bekerja di bawah sinar matahari, energi pancaran matahari diubah menjadi energi listrik, yang menyebabkan suhu sel surya meningkat. Prinsip dasar pengoperasian modul surya adalah semikonduktor. Sel surya terdiri dari dua elemen, yaitu.
silikon boron rendah dan silikon fosfor. Ketika dicampur dengan boron, silikon memiliki kelebihan proton dan oleh karena itu disebut semikonduktor tipe-p. Meskipun unsur silikon bercampur dengan fosfor, terdapat kelebihan elektron, itulah sebabnya disebut semikonduktor tipe-n. Semikonduktor tipe-n kemudian dilapisi di atas semikonduktor tipe-p hanya dengan menggunakan film putih tipis.
Struktur ini disebut panel surya. Ketika panel surya terkena sinar matahari, foton, atau partikel sinar matahari, melepaskan elektron bebas tipe-n. Hal ini memberikan elektron tipe-n dan energi ekstra untuk melompat melintasi lapisan rongga ke proton tipe-p. Pergerakan elektron dari tipe p ke tipe n berarti arus mengalir dan berlanjut seiring matahari terus mensuplai elektron ke tipe n. Listrik yang mengalir dari panel surya disimpan di dalam baterai, sehingga dapat digunakan kapan saja.
Jumlah listrik yang dihasilkan panel surya bervariasi menurut jenis dan ukurannya. Menurut laporan Explore that Stuff, 22.000 panel surya dapat menghasilkan ,2 megawatt listrik, dua kali lipat dari pembangkit listrik tenaga angin. Listrik ini mampu mengalirkan listrik ke 1200 keluarga. Sinar matahari yang tidak terbatas dan selalu tersedia menjadikan panel surya sebagai sumber energi baru yang ramah lingkungan dan efisien.
Modul surya dikelompokkan berdasarkan bahan pembuatan sel surya. Orang dapat menggunakan berbagai jenis panel surya. Secara umum, ada tiga jenis panel surya yang banyak digunakan di masyarakat: Monocrystalline (monokristalin) Ini adalah modul paling efisien yang ada, diproduksi menggunakan teknologi terkini dan menghasilkan daya listrik tertinggi per satuan luas. Kristal tunggal dirancang untuk aplikasi yang memerlukan konsumsi daya tinggi di iklim ekstrem dan kondisi alam yang sangat keras.
Panel surya polikristalin (polikristalin) memiliki susunan kristal yang acak karena dibuat dengan cara peleburan. Tipe ini membutuhkan luas permukaan yang lebih besar dibandingkan tipe monokristalin untuk menghasilkan jumlah listrik yang sama. Thin film solar merupakan panel surya dengan struktur lapisan tipis (dua lapisan) yang terbuat dari silikon mikrokristalin dan amorf, dengan efisiensi modulasi hingga 8,5%, sehingga dibutuhkan luas per watt daya yang dihasilkan lebih besar dibandingkan monokristalin dan polikristalin.
Listrik yang dihasilkan panel surya tidak hanya bergantung pada intensitas radiasi yang diterima, namun peningkatan suhu permukaan panel surya juga dapat menurunkan jumlah listrik. Perubahan suhu pada panel surya tidak hanya disebabkan oleh suhu lingkungan sekitar, tetapi juga oleh bahan silikon sel surya yang dapat menyerap energi foton dan radiasi matahari. Umumnya panel surya terdiri dari sel surya yang membantu menyerap sinar matahari.
Sel terdiri dari banyak komponen yang disebut fotovoltaik. Teknologi ini digunakan untuk mengubah radiasi matahari menjadi listrik. Listrik tenaga surya sendiri terdiri dari sel-sel kecil yang dipasang pada panel surya. Elemen ini terdiri dari dua semikonduktor. Sel surya biasanya terbuat dari silikon. Sel surya sendiri terdiri dari banyak komponen. Biasanya terdiri dari lapisan semikonduktor silikon, pita logam, anti-reflektif dan konduktif logam.
Energi berasal dari sisi positif dan negatif sehingga menyebabkan elektron dan hole saling bertentangan. Energi ini kemudian dapat digunakan untuk peralatan rumah tangga seperti lampu, mesin cuci, dan lain-lain. Sel surya, disebut juga fotovoltaik, adalah perangkat yang dapat mengubah sinar matahari langsung menjadi listrik. Dapat dikatakan bahwa sel surya memainkan peran penting dalam memaksimalkan potensi besar energi matahari yang sampai ke bumi.
Baca juga : Tips Mainan Anak Yang Sesuai Dengan Tumbuh Kembangnya
Namun energi matahari tidak hanya dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan listrik, tetapi juga dapat dimaksimalkan sebagai energi panas dengan menggunakan sistem pemanas tenaga surya. Sel surya dapat dianalogikan dengan perangkat bipolar atau terminal yang berfungsi sebagai dioda dalam kondisi gelap atau kurang cahaya dan dapat menghasilkan tegangan di bawah sinar matahari.
Sebuah sel surya komersial, ketika diterangi, biasanya menghasilkan tegangan DC 0,5 hingga 1 volt dan arus hubung singkat dalam urutan miliampere per cm 2 . Karena tegangan dan arus ini tidak mencukupi untuk banyak aplikasi, beberapa sel surya biasanya dihubungkan secara seri untuk membentuk modul surya. Panel surya biasanya terdiri dari 28-36 sel surya dan menghasilkan tegangan total kontinu sebesar 12V dalam kondisi pencahayaan normal (massa udara 1,5).
Panel surya ini dapat dihubungkan secara paralel atau seri untuk menghasilkan tegangan dan arus keluaran penuh tergantung pada persyaratan aplikasi spesifik yang diperlukan untuk meningkatkan kinerja. Gambar berikut menunjukkan contoh panel surya. Sesuai dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, jenis-jenis teknologi sel surya pun semakin berkembang. sel dengan inovasi berbeda.
Ada yang disebut sel surya generasi pertama, kedua, ketiga dan keempat dengan struktur atau komponen sel yang berbeda (jenis teknologi surya dibahas dalam artikel “Sel surya: jenis teknologi”).
Modul Surya
1. Substrat/pembawa logam
logam Substrat merupakan material yang menopang seluruh komponen sel surya. Karena bahan dasar juga berfungsi sebagai kontak kutub positif sel surya, maka bahan tersebut juga harus memiliki daya hantar listrik yang baik. Oleh karena itu, bahan logam seperti aluminium atau molibdenum biasanya digunakan. Dalam sel surya peka warna (DSSC) dan sel surya organik, substrat juga bertindak sebagai titik masuk cahaya, sehingga bahan konduktif dan transparan seperti indium tin oxide (ITO) dan tin oxide doped flour (FTO) telah digunakan.
2. Bahan semikonduktor
Bahan semikonduktor merupakan bagian tengah sel surya, dengan ketebalan biasanya beberapa ratus mikrometer untuk sel surya generasi pertama (silikon) dan 1-3 mikrometer untuk sel surya tegangan tinggi. sebuah film pendek. Bahan semikonduktor ini menyerap sinar matahari. Gambar di atas menggunakan silikon sebagai semikonduktor yang biasa digunakan dalam industri elektronik. Saat ini, semikonduktor yang paling umum digunakan dalam sel surya film tipis adalah Cu(In,Ga)(S,Se)2 (CIGS), CdTe (cadmium telluride) dan bahan amorf. Silikon dan kemungkinan semikonduktor lainnya seperti Cu 2 ZnSn (S, Se) (CZTS) dan Cu 2 O (tembaga oksida) saat ini sedang dalam penelitian intensif.
Bagian semikonduktor terdiri dari senyawa atau gabungan dua semikonduktor, yaitu semikonduktor tipe p (bahan di atas) dan semikonduktor tipe n (silikon tipe n, CdS, dan sebagainya). membentuk sambungan p-n. Persimpangan pn ini adalah prinsip kerja utama sel surya. Pentingnya semikonduktor tipe-p dan tipe-n serta prinsip sambungan pn dan sel surya dibahas di bagian “Cara Kerja Sel Surya”.
3. Kontak logam/kisi kontak
Selain substrat sebagai kontak positif, sebagian bahan semikonduktor biasanya dilapisi dengan bahan logam atau sebagai kontak negatif dengan bahan konduktif transparan.
4. Lapisan anti pantulan
Refleksi cahaya harus diminimalkan untuk mengoptimalkan cahaya yang diserap oleh semikonduktor. Oleh karena itu, sel surya biasanya dilapisi dengan lapisan anti reflektif. Bahan anti reflektif ini merupakan bahan lapisan tipis dengan indeks bias optik tinggi antara semikonduktor dan udara, yang menyebabkan cahaya membelok ke arah semikonduktor sehingga mengurangi cahaya yang dipantulkan.
5. Enkapsulasi/Kaca Penutup
Bagian ini berfungsi sebagai kapsul untuk melindungi modul surya dari hujan atau kotoran. Sel surya konvensional bekerja berdasarkan prinsip sambungan pn, yaitu transisi antara semikonduktor tipe p dan tipe n. Semikonduktor ini terdiri dari ikatan atom dengan elektron sebagai bahan penyusun dasarnya. Semikonduktor tipe N memiliki elektron ekstra (muatan negatif), sedangkan semikonduktor tipe A memiliki lubang ekstra (muatan positif) pada struktur atomnya.
Keadaan kelebihan elektron dan lubang ini dapat terjadi ketika material dicampur dengan atom pengotor. Misalnya silikon dicampur dengan atom boron untuk menghasilkan bahan silikon tipe p, sedangkan silikon dicampur dengan atom fosfor untuk menghasilkan bahan silikon tipe n.
