Cara kerja panel surya sehingga dapat mengubah sinar matahari menjadi energi listrik akan kita bahas. Tapi sebelumnya perlu diketahui bahwa Panel surya itu juga dikenal sebagai modul fotovoltaik, yaitu yang bekerja dengan menggunakan efek fotovoltaik untuk mengubah energi matahari menjadi energi listrik. Yuk mari kita bahas!
Tabel konten
Cara kerja Panel Surya dan Palikasi dalam PLTS
Penjelasan tentang cara kerja panel surya
Panel surya terdiri dari beberapa sel surya kecil yang disusun dalam susunan tertentu. Sel surya terbuat dari bahan semikonduktor, biasanya silikon. Setiap sel surya memiliki lapisan yang terdiri dari dua lapisan semikonduktor berbeda, yakni lapisan p-type (bermuatan positif) dan lapisan n-type (bermuatan negatif).
Ketika sinar matahari jatuh ke atas sel surya, partikel energi yang disebut foton mengenai bahan semikonduktor di dalam sel surya. Foton energi ini akan mengeksitasi elektron dalam bahan semikonduktor, membebaskannya dari ikatan atomnya. Ini adalah Efek Fotovoltaik.
Ketika elektron bebas tersebut terlepas, lapisan semikonduktor p-type akan memiliki kelebihan elektron, sedangkan lapisan semikonduktor n-type akan memiliki kelebihan lubang kosong. Ini menciptakan medan listrik internal di sepanjang lapisan antarmuka antara dua lapisan semikonduktor. Ini adalah pemisahan muatan.
Medan listrik internal tersebut akan mendorong elektron bebas untuk bergerak ke arah lapisan n-type, sementara lubang kosong akan bergerak ke arah lapisan p-type. Gerakan ini menciptakan arus listrik yang disebut arus fotovoltaik. Ini adalah aliran listrik dalam sel surya.
Elektron yang bergerak di seluruh sel surya akan mengalir melalui kontak listrik yang terhubung ke lapisan n-type, membentuk aliran listrik yang dapat digunakan. Ini adalah kontak listrik didalam sel surya.
Aliran listrik dari setiap sel surya kemudian dikumpulkan melalui kabel dan diarahkan ke peralatan listrik atau sistem penyimpanan energi seperti baterai. Listrik yang dihasilkan dapat digunakan untuk memasok daya perangkat elektronik atau diintegrasikan ke dalam sistem listrik rumah atau jaringan listrik. Ini adalah hasil akhir atau output/keluaran listrik dari sel surya.
Begitulah cara kerja dasar dari panel surya. Ketika beberapa panel surya dihubungkan bersama dalam susunan yang lebih besar, seperti pada instalasi tenaga surya, mereka dapat menghasilkan daya yang lebih besar untuk memenuhi kebutuhan energi yang lebih besar.
Aplikasi panel surya dalam sistem PLTS
Untuk memanfaatkan panel surya untuk kebutuhan listrik atau sistem penerangan rumah tangga, diperlukan sebuah rangkaian panel surya yang terintegrasi dengan sistem yang diantaranya terdiri dari baterai dan inverter. Sistem seperti ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga surya atau akronim dari PLTS. Berikut adalah rangkaian dasar PLTS yang dapat digunakan:
Panel Surya: Panel surya yang terdiri dari beberapa sel surya dihubungkan secara seri atau paralel untuk membentuk modul surya. Jumlah panel surya yang diperlukan tergantung pada kebutuhan daya listrik yang diinginkan.
Kontroler Pengisian Baterai: Kontroler pengisian baterai digunakan untuk mengatur dan mengontrol aliran listrik yang dihasilkan oleh panel surya ke baterai. Kontroler ini melindungi baterai dari overcharging atau overdischarging, serta mengoptimalkan efisiensi pengisian baterai.
Baterai: Baterai digunakan untuk menyimpan energi yang dihasilkan oleh panel surya untuk digunakan saat matahari tidak tersedia, seperti pada malam hari atau saat cuaca buruk. Baterai akan memasok daya listrik dari energi yang disimpannya.
Inverter: Inverter berfungsi untuk mengubah arus searah (DC) yang dihasilkan oleh panel surya dan baterai menjadi arus bolak-balik (AC) yang kompatibel dengan sistem listrik rumah tangga. AC yang dihasilkan oleh inverter dapat digunakan untuk memasok daya listrik ke perangkat-perangkat dalam rumah tangga, seperti lampu, peralatan elektronik, dan perangkat lainnya.
Meter dan Saklar: Meter dan saklar digunakan untuk memantau dan mengendalikan aliran daya listrik yang masuk dan keluar dari sistem. Meter akan memberikan informasi tentang produksi energi surya dan penggunaan energi rumah tangga, sedangkan saklar digunakan untuk mengontrol aliran daya listrik sesuai kebutuhan.
Peralatan Listrik Rumah Tangga: Daya listrik yang dihasilkan oleh panel surya dan baterai dapat digunakan untuk memasok kebutuhan listrik dalam rumah tangga, seperti penerangan, perangkat elektronik, kulkas, pompa air, dan sebagainya.
Baca juga : Rangkaian Dasar Panel Surya (PLTS) Untuk Pemula Off Grid
Selain itu, sistem juga dapat dilengkapi dengan komponen tambahan seperti pengaman listrik, sistem pencahayaan darurat, dan pengendali beban untuk mengoptimalkan penggunaan energi dan meningkatkan efisiensi sistem.
Jenis-jenis PLTS
Ada bermacam-macam jenis PLTS, namun yang paling umum dikenal yaitu :
- Sistem PLTS On-grid
- Sistem PLTS Off-grid
- Sistem PLTS Hybrid
PLTS On-grid, teritegrasi dengan sistem jaringan listriknya PLN. Menggunakan meter khusus yaitu jenis meter Eksport-import disingkat Eksim. Sistem PLTS On-grid tidak menggunakan baterai karena ketika panel surya tidak mengirim energi listrik, maka meteran Eksim otomatis mengalihkan mengambil energi listrik dari jaringan PLN. Misalnya pada saat mendung atau malam hari. Akan tetapi, ketika produksi listrik dari panel surya berlebih, maka kelebihannya akan bisa di kirim/dijual ke PLN melewati mekanisme otomatis meter Eksim tadi – ini disebut eksport.
Baca juga : Perbedaan PLTS Off Grid Vs On grid, Kelebihan Kekurangan
PLTS Off-grid, sistem ini 100% sepenuhnya mengandalkan panel surya untuk kebutuhan listrik sebuah rumah tangga, jadi beda dengan on-grid yang masih tergantung dengan jaringan PLN. Jadi dalam sistem Off-grid, baterai mutlak diperlukan untuk menyimpan energi listrik dari panel surya, yang mana ini akan digunakan ketika panel surya tidak mencukupi atau samasekali tidak memasok energi listrik karena mendung atau keadan malam hari. Sistem ini lebih mahal daripada sistem On-grid khususnya dalam urusan maintenance baterai, dimana yang harus selalu mendapat perhatian khusus apabila misalnya pakai aki basah. Dan juga baterai ini adalah komponen yang pasti akan rusak sesuai umurnya(calendar live) dan harganyapun mahal.
PLTS sistem Hybrid, adalah sistem yang menggabungkan antara PLTS On-grid dan Off-grid. Tidak tergantung jaringan PLN, tetapi bisa ekspor listrik. Dan ketika sistem PLTS terkendala/rusak, penerangan rumah masih berjalan karena terhubung dengan jaringan PLN. Dan juga ketika listrik PLN mati, penerangan rumah masih jalan karena ada sistem PLTS sekaligus ada listrik cadangan yang disimpan baterai. Sistem PLTS Hybrid Ini tentunya yang paling enak, tetapi juga paling kompleks.
Dari ketiga system PLTS tadi tentu bisa dipilih sesuai dengan kebutuhan. Apabila hanya untuk bisa ngirit listrik, mungkin bisa pilih on-grid saja. Atau bisa pilih Off-grid jika berada didaerah yang tidak ada jaringan PLN, mungkin juga yang jaringan PLN didaerahnya byar-pet mungkin lebih cocok. Atau pilih yanng Hybrid jika merasa punya anggaran lebih, tak mau ada pemadaman listrik amasekali , misalnya punya industri, toko, dll.
Jenis-jenis PLTS lainnya termasuk: PLTS sekala industri, yaitu memiliki kemampuan/kapasitas menghasilkan daya yang besar untuk keperluan komersial misalnya gedung-gedung besar dan industri. Dan PLTS terpusat, yaitu satu PLTS yang berkapasitas besar, terhubung dengan jaringan listrik umum, dan untuk memenuhi kebutuhan listrik banyak pengguna.
Apakah semua orang bisa menggunakan PLTS dirumahnya pribadi?
PLTS adalah sistem yang butuh perawatan atau setidaknya pengecekan berkala, instalasinya diperlukan skill ilmu kelistrikan dan memahami beberapa peralatan yang diperlukan.. Jadi Tidak semua orang bisa memasang PLTS sendiri dirumahnya. Akan tetapi, sekarang ini banyak jasa instalasi/pemborong/pengadaan/perawatan dari sistem listrik tenaga surya ini, jadi siapapun bisa memilikinya dengan bantuan mereka.
Jika hanya butuh untuk sekedar memastikan sistem selalu berjalan dengan baik mungkin orang awam bisa dengan sedikit pengetahuan, toh sistem kelistrikan sudah pasti di tambahkan sistem keamanan. Dengan sistem proteksi memungkinkan sistem PLTS akan auto berhenti dengan aman ketika ada kendala dalam sistemnya, sampai menunggu bantuan perawatan datang untuk memperbaikinya.
Seandainya 40% saja rumah tangga diseluruh perkotaan menggunakan PLTS, mungkin beban PLN akan lebih ringan. Mungkiiin… ya mungkin sih tetapi…. yaaa ndak taahulah bukan urusan saya.
