Energi panas dari matahari yang digunakan pada panel surya disimpan pada

Merdeka.com - Tenaga surya adalah sumber energi yang luar biasa. Rata-rata, setiap meter persegi permukaan bumi menerima 164 watt energi matahari. Dengan kata lain, Anda bisa memasang lampu meja yang sangat kuat (150 watt) di setiap meter persegi permukaan bumi dan menerangi seluruh planet dengan energi matahari.

Atau, dengan kata lain, jika kita menutupi satu persen gurun Sahara dengan panel surya, kita bisa menghasilkan listrik yang cukup untuk memberi daya ke seluruh dunia. Itulah hal baik tentang tenaga surya: ada banyak sekali, jauh lebih banyak daripada yang bisa kita gunakan. Tapi ada sisi negatifnya juga.

Energi yang dikirim matahari tiba di bumi sebagai campuran cahaya dan panas. Keduanya sangat penting, cahaya membuat tanaman tumbuh, memberi kita makanan, sementara panas membuat kita cukup hangat untuk bertahan hidup, tetapi kita tidak dapat menggunakan cahaya atau panas matahari secara langsung untuk menjalankan televisi atau mobil.

Kita harus menemukan cara untuk mengubah energi matahari menjadi bentuk energi lain yang dapat kita gunakan dengan lebih mudah, seperti listrik. Dan itulah yang dilakukan sel surya pada panel surya:

2 dari 4 halaman

Sel surya adalah perangkat elektronik yang menangkap sinar matahari dan mengubahnya langsung ke listrik. Ukurannya kira-kira sebesar telapak tangan orang dewasa, berbentuk segi delapan, dan berwarna hitam kebiruan. Dalam cara kerja panel surya, sel surya sangat berperan penting.

Sel surya sering digabungkan untuk membuat unit yang lebih besar yang disebut modul surya, yang digabungkan menjadi unit yang lebih besar yang disebut panel surya (lembaran berwarna hitam atau biru yang Anda lihat di rumah orang, biasanya dengan beberapa ratus sel surya per atap) atau menjadi chip (untuk memberikan tenaga bagi gadget kecil seperti kalkulator saku dan jam tangan digital).

Sama seperti sel di baterai, sel di panel surya dirancang untuk menghasilkan listrik; tetapi jika sel baterai menghasilkan listrik dari bahan kimia, sel panel surya menghasilkan daya dengan menangkap sinar matahari. Mereka kadang-kadang disebut sel fotovoltaik (PV) karena mereka menggunakan sinar matahari ("foto" berasal dari kata Yunani untuk cahaya) untuk menghasilkan listrik (kata "volta" mengacu pada perintis listrik Italia Alessandro Volta, 1745–1827).

©2020 Merdeka.com/Imam Buhori

Kita dapat menganggap cahaya terbuat dari partikel-partikel kecil yang disebut foton, jadi seberkas sinar matahari seperti selang api kuning cerah yang menembakkan triliunan foton ke arah kita.

Menempelkan sel surya pada jalurnya dan menangkap foton energik ini dan mengubahnya menjadi aliran elektron arus listrik. Setiap sel menghasilkan beberapa volt listrik, jadi tugas panel surya adalah menggabungkan energi yang dihasilkan oleh banyak sel untuk menghasilkan arus dan tegangan listrik yang berguna.

Hampir semua sel surya saat ini terbuat dari potongan silikon (salah satu unsur kimia paling umum di Bumi, ditemukan di pasir), meskipun seperti yang akan kita lihat sebentar lagi, berbagai bahan lain juga dapat digunakan (atau sebaliknya).

Ketika sinar matahari menyinari sel surya, energi yang dibawa ledakan elektron keluar dari silikon. Ini dapat dipaksa untuk mengalir di sekitar sirkuit listrik dan memberi daya pada apa pun yang menggunakan listrik.

Berikut penjelasan selengkapnya cara kerja panel surya:

3 dari 4 halaman

Panel surya bekerja dengan membiarkan foton, atau partikel cahaya, menjatuhkan elektron bebas dari atom, menghasilkan aliran listrik. Dilansir dari Live Science, cara kerja panel surya sebenarnya terdiri dari banyak unit yang lebih kecil yang disebut sel fotovoltaik. (Fotovoltaik berarti mereka mengubah sinar matahari menjadi listrik.) Banyak sel yang dihubungkan bersama membentuk panel surya.

Setiap sel fotovoltaik pada dasarnya adalah sandwich yang terdiri dari dua irisan bahan semi konduktor, biasanya silikon -bahan yang sama yang digunakan dalam mikroelektronika.

Untuk bekerja, sel fotovoltaik perlu membentuk medan listrik. Mirip dengan medan magnet, yang terjadi karena kutub yang berlawanan, medan listrik terjadi ketika muatan berlawanan dipisahkan. Untuk mendapatkan bidang ini, produsen "membius" silikon dengan bahan lain, memberikan muatan listrik positif atau negatif pada setiap irisan sandwich.

Secara khusus, mereka menyemai fosfor ke lapisan atas silikon, yang menambahkan elektron ekstra, dengan muatan negatif, ke lapisan itu. Sementara itu, lapisan bawah mendapat takaran boron, yang menghasilkan elektron lebih sedikit, atau muatan positif. 

Ini semua menambah medan listrik di persimpangan antara lapisan silikon. Kemudian, ketika foton sinar matahari menjatuhkan elektron bebas, medan listrik akan mendorong elektron tersebut keluar dari sambungan silikon.

Beberapa komponen sel lainnya mengubah elektron ini menjadi daya yang dapat digunakan. Pelat konduktif logam di sisi sel mengumpulkan elektron dan mentransfernya ke kabel. Pada titik itu, elektron dapat mengalir seperti sumber listrik lainnya.

4 dari 4 halaman

Baru-baru ini, para peneliti telah menghasilkan sel surya yang sangat tipis dan fleksibel dengan ketebalan hanya 1,3 mikron, kira-kira 1/100 lebar rambut manusia, dan 20 kali lebih ringan dari selembar kertas kantor. 

Faktanya, sel-selnya sangat ringan sehingga bisa berada di atas gelembung sabun, namun mereka menghasilkan energi dengan efisiensi yang sama dengan sel surya berbasis kaca, para ilmuwan melaporkan dalam sebuah penelitian yang diterbitkan pada 2016 di jurnal Organic Electronics. 

Sel surya yang lebih ringan dan lebih fleksibel seperti ini dapat diintegrasikan ke dalam arsitektur, teknologi dirgantara, atau bahkan perangkat elektronik yang dapat dikenakan.  

Ada jenis lain dari teknologi tenaga surya, termasuk panas matahari dan tenaga surya terkonsentrasi (CSP), yang beroperasi dengan cara yang berbeda dari panel surya fotovoltaik, tetapi semuanya memanfaatkan kekuatan sinar matahari untuk menghasilkan listrik atau memanaskan air atau udara.

Penggunaan listrik mulai mengalami peningkatan dalam beberapa tahun terakhir. Berbagai langkah penemuan energi baru terbarukan mulai di lakukan di Indonesia. Salah satu yang banyak dilirik adalah pemanfaatan energi surya untuk pembangkit listrik tenaga surya. Banyak kota-kota besar di Indonesia sudah memanfaatkan panel surya untuk berbagai keperluas seperti mesin irigasi atau produksi listrik lampu jalanan.

Panel surya adalah kumpulan sel surya yang ditata sedemikian rupa agar efektif dalam menyerap sinar matahari. Sedangkan yang bertugas menyerap sinar matahari adalah sel surya. Sel surya sendiri terdiri dari berbagai komponen photovoltaic atau komponen yang dapat mengubah cahaya menjadi listrik. Umumnya sel surya terdiri dari lapisan silikon yang bersifat semikonduktor, metal, anti reflektif, dan strip konduktor metal.

Banyaknya sel surya yang disusun untuk menjadi panel surya akan berbanding lurus dengan energi yang dihasilkan. Dalam artian semakin banyak sel surya yang digunakan, maka semakin banyak pula energi matahari yang dikonversi menjadi energi listrik. Ada beberapa jenis sel surya yang telah dimanfaatkan dan dapat ditemui di pasaran, diantaranya adalah Monocrystalline Silicon PV Module, Polycrystalline Silicon PV Module, Amorphous Silicon PV Module, dan Hybrid Silicon PV Module.

Prinsip kerja sel surya dimulai dari partikel yang disebut “Foton” yang merupakan partikel sinar matahari yang sangat kecil. Ketika foton tersebut menghantam atom semikonduktor sel surya sehingga dapat menimbulkan energi yang besar untuk memisahkan elektron dari struktur atomnya. Elektron yang terpisah dan bermuatan negatif akan bebas bergerak pada daerah pita konduksi dari material semi konduktor, sehingga atom yang kehilangan elektron kekosongan pad strukturnya dan disebut “hole” dengan muatan positif.

Daerah semi konduktor dengan elektron bebas bersifat negatif dan bertindak sebagai donor elektron yang disebut dengan semi konduktor tipe N. Sedangkan daerah semi konduktor “hole” sebagai penerima elektron dinamakan semi konduktor tipe Pdi. Persimpangan daerah positif dan negatif akan menimbulkan energi yang mendorong elektron dan hole begerak ke arah berlawanan. elektron bergerak menjauhi darah negatif, dan hole menjauhi daerah positif. Ketika diberikan sebuah beban berupa lampu atau perangkat listrik lainnya, maka akan menimbulkan arus listrik.

Sederhananya, ketika sel surya menyerap cahaya, maka akan ada pergerakan antara elektron di sisi positif dan negatif. Adanya pergerakan ini menciptakan arus listrik sehingga dapat digunakan sebagai energi bagi alat-alat elektronik.

Adik-adik, di materi kali ini kita akan belajar tentang panel surya, yaitu tentang komponen pada panel surya yang berfungsi untuk menyerap panas cahaya matahari.

Sebagaimana yang dipahami, panel surya adalah alat penghasil listrik yang bekerja dengan cara mengubah energi matahari menjadi aliran listrik.

Perubahan cahaya menjadi listrik itu dimungkinkan berkat adanya suatu bagian pada panel surya yang bertugas untuk menyerap panas yang berasal dari matahari.

Hasil serapan itulah yang selanjutnya dikonversi menjadi listrik. 

Apakah nama bagian itu? Baiklah, berikut ini kakak terangkan...

Untuk diketahui, bagian pada panel surya yang menyerap panas matahari adalah sel surya (solar cell). 

Bagian ini terbuat dari lapisan silikon tipe N dan P yang bersifat semikonduktor dan ditata sedemikian rupa agar penyerapan panasnya lebih efektif.

Penataan itu dilakukan di dalam modul menurut ukuran tertentu yang berbentuk lembaran atau panel.

Itulah sebabnya mengapa sehingga dinamakan panel surya, yaitu suatu lembaran yang berisi sel-sel surya.

Sekarang ini, panel surya sudah banyak digunakan pada pembangkit listrik tenaga surya. 

Pada saat cahaya matahari menyinari sel surya, maka elektron dan electron hole akan muncul di dalamnya.

Elektron akan bergerak ke kutub N, sementara electron hole ke kutub P yang kemudian memicu mengalirnya listrik. 

Listrik yang dihasilkan oleh sel surya merupakan listrik dengan jenis arus searah atau DC (direct current).

Energi listrik itu kemudian disimpan dalam aki atau baterai yang bisa digunakan lebih lanjut untuk berbagai keperluan.

Jadi, bagian pada panel surya yang menyerap panas matahari adalah sel surya (solar cell).

Gimana adik-adik, udah tahu kan bagian pada panel surya yang menyerap panas matahari? Jangan lupa lagi yah.

Sekian dulu pembahasan kali ini, bagikan agar teman yang lain bisa membacanya. Terima kasih, semoga bermanfaat.

Bagian pada Panel Surya yang Menyerap Panas Matahari 2021-05-24T11:38:00-07:00 Rating: 4.5 Diposkan Oleh: Afdan Fisika