Empat Pilar – Pengertian Solar Cell (Panel Surya) : Cara Kerja dan Manfaatnya Secara Lengkap. Dapatkan pemahaman yang mendalam tentang Pengertian Solar Cell (Panel Surya) : Cara Kerja dan Manfaatnya. Pelajari cara kerja, manfaat, dan potensinya dalam energi terbarukan.
Di era teknologi hijau, pembahasan tentang panel surya atau solar cell sering terjadi. Tapi apa sebenarnya panel surya itu? Bagaimana cara kerjanya? Dan apa manfaatnya bagi kita dan lingkungan? Mari kita uraikan dalam artikel ini.
Panel surya atau sollar cell adalah alat yang merubah energi sinar matahari menjadi energi listrik.
Hal ini dilakukan dengan menggunakan sel fotovoltaik yang mengandung bahan semikonduktor seperti silikon.
Cara kerjanya cukup sederhana, saat sinar matahari mengenai sel fotovoltaik, elektron-elektron pada semikonduktor akan terlepas dan menghasilkan arus listrik.
Pengertian Solar Cell (Panel Surya)
Sel Surya atau Solar Cell adalah suatu perangkat atau komponen yang mengubah energi cahaya matahari menjadi energi listrik melalui prinsip efek Photovoltaic.
Efek Photovoltaic merupakan fenomena di mana tegangan listrik muncul saat ada hubungan atau kontak dua elektroda yang terhubung dengan sistem padatan atau cairan saat menerima energi cahaya.
Karena itu, Sel Surya atau Solar Cell juga dikenal sebagai Sel Photovoltaic (PV). Efek Photovoltaic ini pertama kali ditemukan oleh Henri Becquerel pada tahun 1839.
Sel Surya menghasilkan arus listrik karena energi foton cahaya matahari membebaskan elektron-elektron dalam sambungan semikonduktor tipe N dan tipe P untuk mengalir.
Seperti Dioda Foto (Photodiode), Sel Surya atau Solar Cell memiliki kaki Positif dan kaki Negatif yang terhubung ke rangkaian atau perangkat yang membutuhkan sumber listrik.
Pada dasarnya, Sel Surya merupakan Dioda Foto (Photodiode) yang memiliki permukaan yang sangat luas.
Permukaan yang luas ini membuat Sel Surya lebih sensitif terhadap cahaya yang masuk dan menghasilkan tegangan dan arus yang lebih kuat dibandingkan dengan Dioda Foto biasa.
Sebagai contoh, Sel Surya yang terbuat dari bahan semikonduktor silikon mampu menghasilkan tegangan sebesar 0,5V dan arus sebesar 0,1A ketika terkena cahaya matahari.
Saati ini, Sel Surya telah banyak diaplikasikan dalam berbagai penggunaan. Mulai dari sumber listrik untuk kalkulator, mainan, lampu penerangan, pompa air, pengisi baterai, hingga pembangkit listrik, dan bahkan sebagai sumber listrik untuk menggerakkan satelit yang mengorbit Bumi.
Komponen Solar Cell
Penting untuk mengetahui komponen-komponen Solar Cell saat ini agar memiliki pemahaman tentang penggunaan panel surya atau Solar Cell:
1. Charge controller
Komponen ini bertugas mengatur dan mengubah sumber daya yang dikendalikan oleh sistem. Charge controller digunakan untuk mengisi baterai dengan energi listrik dari Solar Cell.
2. Baterai
Baterai digunakan untuk menyimpan energi listrik yang dihasilkan oleh Solar Cell untuk digunakan saat malam hari atau ketika sinar matahari tidak tersedia. Baterai akan memasok listrik dari penyimpanan energi yang telah terisi.
3. AC/DC Converter
Komponen ini berfungsi untuk mengubah arus listrik dari DC (arah searah) menjadi AC (arus bolak-balik) yang biasanya digunakan dalam kebutuhan daya listrik rumah tangga.
4. Kabel dan Koneksi Listrik
Komponen ini penting untuk menghubungkan semua elemen Solar Cell secara fisik. Kabel dan koneksi yang baik akan memastikan aliran listrik yang lancar dan efisien.
Mounting Bracket: Mounting bracket adalah struktur yang digunakan untuk memasang panel surya pada posisi yang optimal agar dapat menangkap sinar matahari dengan baik.
5. Sensor Temperatur
Sensor temperatur digunakan untuk memantau suhu Solar Cell. Hal ini penting karena suhu yang tinggi dapat mempengaruhi kinerja Solar Cell.
Semua komponen ini mempengaruhi jumlah energi listrik yang dihasilkan oleh sinar matahari. Arus listrik yang dihasilkan oleh Solar Cell biasanya sekitar 0,5 volt dan arus sekitar 0,1 ampere.
Prinsip Kerja Sel Surya/Solar Cell
Setelah mengetahui Pengertian Solar Cell (Panel Surya), selanjutnya Sel surya atau panel surya beroperasi berdasarkan konsep fisika yang disebut efek fotovoltaik.
Prinsip kerja sel surya ini melibatkan beberapa proses yang cukup kompleks dan menarik. Berikut ini adalah penjelasan lebih rinci tentang proses tersebut :
- Absorpsi Foton:
Proses dimulai dengan penyerapan partikel sinar matahari yang dikenal sebagai foton oleh atom semikonduktor dalam sel surya, biasanya silikon. Foton memiliki energi cukup untuk memindahkan atau “memukul” elektron dari atom semikonduktor, membuat elektron tersebut bebas. - Penciptaan Elektron Bebas dan Hole:
Elektron yang dipindahkan oleh foton ini membentuk elektron bebas dan menyisakan sebuah lubang atau “hole”. Elektron bebas ini bermuatan negatif dan bergerak di zona pita konduksi dari material semikonduktor. Di sisi lain, “hole” yang ditinggalkan oleh elektron bermuatan positif dan berada di zona pita valensi. - Pembentukan Daerah P-N:
Semikonduktor terbagi menjadi dua tipe: semikonduktor tipe N, di mana elektron bebas bergerak dan bertindak sebagai donor elektron, dan semikonduktor tipe P, yang memiliki “hole” dan berfungsi sebagai penerima elektron. Daerah persimpangan antara tipe N dan tipe P ini disebut daerah P-N. - Penciptaan Arus Listrik:
Pada daerah P-N, energi yang dihasilkan mendorong elektron dan hole bergerak ke arah berlawanan. Elektron bergerak menjauh dari daerah negatif (tipe N), dan hole bergerak menjauh dari daerah positif (tipe P). Ketika beban listrik seperti lampu atau perangkat listrik lainnya terhubung, gerakan ini menciptakan arus listrik.
Dalam istilah yang lebih sederhana, saat sel surya menyerap cahaya matahari, terjadi pergerakan antara elektron di sisi positif dan negatif, yang menghasilkan arus listrik.
Arus listrik inilah yang kemudian dapat digunakan untuk memberi tenaga pada perangkat elektronik dan aplikasi lainnya.
Sel surya merupakan metode yang efisien dan ramah lingkungan untuk menghasilkan energi listrik.
Jenis Solar Cell
Masih dalam pembahasan Pengertian Solar Cell (Panel Surya), nah jenis-jenis Solar Cell perlu diketahui ada tiga. Namun, jenis-jenis ini terdapat pada panel surya agar tidak salah ketika membeli teknologi ini. Mari kita simak di bawah ini:
1. Solar Cell Jenis Monocrystalline Silicon
Solar Cell jenis monocrystalline silicon tergolong sangat awet. Penggunaannya bisa berlangsung dalam jangka waktu yang cukup panjang. Bahan pembentuknya berasal dari kristal silikon tunggal yang murni.
Bahan jenis ini terbilang lebih aman. Persentase konversi sinar matahari menjadi energi listrik menggunakan Solar Cell jenis monocrystalline silicon juga sangat tinggi, mencapai 20℅.
2. Solar Cell Jenis Thin Film
Solar Cell jenis thin film adalah teknologi yang mampu mengubah energi dari sinar matahari menjadi energi listrik.
Namun, persentase konversinya masih lebih rendah dibandingkan dengan Solar Cell jenis monocrystalline silicon. Solar Cell jenis Thin Film hanya mencapai 10% untuk persentase konversinya.
Ukuran komponen penyusunnya juga lebih kecil, hanya sekitar 10 mm. Material permukaan teknologi ini menggunakan kaca, plastik, dan logam.
3. Solar Cell Jenis Polycrystalline Silicon
Solar Cell jenis polycrystalline memiliki persentase 17% untuk mengubah sinar matahari menjadi energi listrik.
Bahan pembentuknya adalah batang kristal silikon yang dilebur atau dicairkan. Terdapat retakan dan fragmen di dalamnya.
Intinya, ketiga jenis Solar Cell memiliki fungsi untuk menangkap sinar matahari pada panel pembangkit listrik tenaga matahari.
Yang membedakan adalah komponen penyusun, material, dan persentase konversi energi yang dihasilkan.
Manfaat Menggunakan Solar Cell (Panel Surya)
Sudah memahami Pengertian Solar Cell (Panel Surya) kan? selanjutnya mari kita lihat manfaat penggunaan teknologi panel surya berikut ini. Kalian mungkin akan semakin tertarik untuk memasang panel surya di rumah Kalian.
1. Menghemat Tagihan Listrik
Kenaikan tarif listrik memiliki dampak pada kondisi ekonomi dan kesejahteraan masyarakat.
Terutama jika tagihan listrik terus meningkat tanpa peningkatan pendapatan yang sebanding.
Dengan menggunakan panel surya, tagihan listrik dapat dikurangi hingga 50%, bahkan mungkin Kalian tidak perlu membayar tagihan listrik sama sekali. Hal ini karena kebutuhan listrik di rumah dapat dipenuhi sendiri.
2. Ramah Lingkungan
Dengan menggunakan sistem pembangkit listrik tenaga surya, Kalian berkontribusi dalam menjaga kelestarian lingkungan. Energi surya adalah sumber energi yang ramah lingkungan dan selalu tersedia di alam.
3. Mudah Diterapkan di Indonesia
Indonesia adalah negara tropis dengan sinar matahari sepanjang tahun. Hal ini membuat negara kita cocok untuk penerapan energi surya.
Oleh karena itu, sistem panel surya dapat diterapkan di setiap rumah di Indonesia dan menjadi sumber listrik mandiri.
Penutup
Dalam penutup, dapat kita simpulkan bahwa solar cell atau panel surya merupakan teknologi yang memanfaatkan energi matahari sebagai sumber tenaga listrik yang terbarukan dan ramah lingkungan.
Cara kerja dari panel surya cukup unik dan menarik, melalui proses fotovoltaik yang merubah energi cahaya matahari menjadi energi listrik.
Manfaat solar cell sangatlah luas, mulai dari pengurangan beban listrik, meminimalkan polusi, hingga mendorong keberlanjutan lingkungan.
Seiring perkembangan zaman, solar cell semakin dikenal dan digunakan dalam berbagai bidang kehidupan.
Teknologi ini memiliki potensi yang besar dalam memenuhi kebutuhan energi di masa depan yang bersih dan berkelanjutan.
Karena itu, pemahaman kita tentang solar cell dan pemanfaatannya harus terus ditingkatkan. Semoga artikel ini bisa membantu pembaca untuk lebih memahami apa itu solar cell, bagaimana cara kerjanya, dan apa saja manfaatnya.
Itu saja uraia dari empatpilar.com mengenai Pengertian Solar Cell (Panel Surya). Mari kita dukung penggunaan energi yang berkelanjutan untuk masa depan yang lebih baik.
