Mutamimah

Tahapan dalam Implementasi Rumah Listrik Berbasis Solar Cell

Pengembangan solar cell atau sel surya berasal dari kebutuhan manusia akan sumber energi yang ramah lingkungan dan terbarukan. Penggunaan bahan bakar fosil yang semakin menipis dan menyebabkan dampak negatif terhadap lingkungan seperti pemanasan global, polusi udara, dan kerusakan lingkungan lainnya, mendorong para peneliti untuk mencari alternatif sumber energi yang lebih berkelanjutan.

Salah satu solusi yang ditemukan adalah penggunaan energi matahari sebagai sumber energi listrik. Pemanfaatan energi matahari telah dikenal sejak lama, namun pada awalnya belum efisien dan praktis untuk digunakan dalam skala besar.

Pada tahun 1954, sel surya pertama kali ditemukan oleh Bell Laboratories di Amerika Serikat. Sel surya tersebut terbuat dari bahan semikonduktor silikon dan mampu menghasilkan energi listrik dari sinar matahari. Meskipun masih relatif mahal dan belum efisien pada saat itu, pengembangan teknologi sel surya terus dilakukan dan berhasil meningkatkan efisiensi dan mengurangi biaya produksi.

Kini, sel surya telah menjadi salah satu sumber energi terbarukan yang paling populer dan berkembang pesat di seluruh dunia. Sel surya banyak digunakan dalam berbagai aplikasi seperti pembangkit listrik tenaga surya, lampu penerangan jalan, sistem pompa air tenaga surya, dan banyak lagi. Dengan kemajuan teknologi dan peningkatan efisiensi, penggunaan energi matahari semakin dipandang sebagai solusi untuk mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil dan menjaga keberlanjutan lingkungan hidup.

A. Komponen-komponen dalam implementasi Rumah Listrik berbasis Solar Cell

1) Konsep Rumah Listrik

Pembangkit listrik tenaga surya memiliki konsep sederhana yaitu mengubah cahaya matahari menjadi listrik. Sinar matahari merupakan salah satu bentuk energi yang diperoleh dari sumber daya alam. Sumber daya alam matahari telah banyak digunakan untuk menggerakkan satelit komunikasi dengan sel surya. Sel surya ini dapat menghasilkan listrik dalam jumlah tak terbatas langsung dari matahari tanpa bagian yang berputar dan tidak memerlukan bahan bakar. Sehingga sering dikatakan bahwa sistem sel surya bersih dan ramah lingkungan. Dibandingkan dengan generator listrik, yang membutuhkan bahan bakar untuk menghasilkan listrik (PLTD) dan menimbulkan suara yang berisik. Selain itu emisi yang dihasilkan dapat menimbulkan efek gas rumah kaca (greenhouse gas) yang efeknya dapat merusak ekosistem bumi kita. Tata surya berbasis darat terdiri dari panel surya, sirkuit pengontrol muatan, dan baterai 12 volt buntu. Panel surya adalah modul yang terdiri dari beberapa sel surya yang dihubungkan secara seri dan paralel sesuai dengan ukuran dan daya yang dibutuhkan. Modul surya 20 atau 30 watt sering digunakan. Modul sel surya menghasilkan listrik sebanding dengan luas panel yang terkena sinar matahari.

2) Baterai

Baterai menyimpan energi listrik yang diterima dari panel surya dan mentransfernya ke beban. Baterai juga berfungsi sebagai sumber energi untuk beban saat tidak ada sinar matahari, dan juga harus menyeimbangkan perubahan beban tegangan. Tujuan dari pengujian ini adalah untuk mengetahui waktu pengisian baterai.

3) Prinsip Kerja Solar Cell

Sederhananya, prinsip kerja sel surya fotovoltaik dapat dijelaskan dengan memisalkan sebagai ioda. Dioda ini terdiri dari semikonduktor tipe-N dan semikonduktor tipe-P. Untuk membentuk semikonduktor silikon tipe-N, bahan yang biasa digunakan dengan valensi 5 ditambahkan, termasuk Foster dan Arenakum. Sedangkan bahan semikonduktor bervalensi ditambah bahan bervalensi 3 biasa dikenal sebagai bahan dopan untuk membentuk semikonduktor tipe P. Bahan tersebut antara lain boron, aluminium, kalsium dan indium. Penambahan pengotor ini menyebabkan lubang tunggal terbentuk pada bahan elektronik. Lubang ini dapat berpindah dari satu tempat ke tempat lain di dalam kristal. Yang terjadi adalah elektron dalam kristal mengisi lubang kosong, menciptakan lubang baru. Lubang baru bergerak karena diisi dengan elektron, sehingga setiap lubang memiliki muatan positif yang sama dan berlawanan dengan muatan negatif elektron. Ketika sinar matahari dalam bentuk energi foton mengenai permukaan dengan energi lebih besar dari energi celah, atau celah yang memisahkan pita valensi dan pita konduksi, elektron dipindahkan keluar dari pita.

4) Inverter

Inverter yaitu perangkat elektrik yang digunakan untuk mengubah arus listrik searah (DC) menjadi arus listrik bolak-balik (AC). Inverter mengkonversi DC dari perangkat seperti baterai, panel surya/solar cell menjadi AC. Penggunaan inverter dari dalam Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)/Rumah Listrik adalah untuk perangkat yang menggunakan AC.

5) Panel Surya

Panel sel surya adalah modul yang terdiri beberapa sel surya yang digabung dalam hubungkan seri dan paralel tergantung ukuran dan kapasitas yang diperlukan. Modul sel surya itu menghasilkan energi listrik yang proporsional dengan luas permukaan panel yang terkena sinar matahari. Pada rancang bangun ini digunakan sel surya jenis Polycrystalline sebagai 3rd Annual Applied Science and Engineering Conference (AASEC 2018) IOP Publishing sumber pengisi baterai Panel surya yang digunakan pada penelitian ini memiliki kapasitas 40 Wp.

B. Tahapan-tahapan dalam Implementasi Rumah Listrik berbasis Solar Cell.

Implementasi rumah listrik berbasis solar cell atau panel surya dapat dilakukan dengan beberapa tahapan berikut:

1) Menentukan kebutuhan listrik rumah

Sebelum memasang panel surya, perlu ditentukan terlebih dahulu kebutuhan listrik rumah, seperti daya yang dibutuhkan, jumlah lampu dan peralatan listrik yang digunakan, serta konsumsi listrik selama 24 jam.

2) Memilih panel surya yang sesuai

Pilih panel surya yang sesuai dengan kebutuhan listrik rumah. Pastikan panel surya memiliki daya yang cukup dan tahan lama.

3) Menentukan posisi panel surya

Panel surya harus ditempatkan di area yang terkena sinar matahari secara langsung dan tidak terhalang oleh benda-benda lain, seperti pohon atau bangunan.

4) Menghubungkan panel surya ke sistem listrik rumah

Panel surya perlu dihubungkan ke sistem listrik rumah melalui inverter dan baterai. Inverter berfungsi untuk mengubah arus listrik yang dihasilkan oleh panel surya dari arus searah menjadi arus bolak-balik yang bisa digunakan oleh rumah. Sementara itu, baterai berfungsi untuk menyimpan energi yang dihasilkan oleh panel surya untuk digunakan saat sinar matahari tidak tersedia, seperti pada malam hari.

5) Memasang sistem pemantauan

Pasang sistem pemantauan untuk memonitor kinerja panel surya dan penggunaan listrik rumah secara real-time. Dengan memantau penggunaan listrik, kita bisa mengoptimalkan penggunaan energi dan mencegah pemborosan energi.

6) Merawat dan memperbaiki sistem

Periksa secara berkala kondisi panel surya, inverter, baterai, dan sistem pemantauan. Jika terjadi kerusakan atau masalah pada sistem, segera perbaiki atau ganti komponen yang rusak.

Dengan mengikuti tahapan di atas, rumah listrik berbasis solar cell dapat diimplementasikan dengan baik. Namun, perlu diingat bahwa biaya instalasi panel surya cukup tinggi dan butuh waktu untuk mendapatkan kembali investasi. Namun, penggunaan energi terbarukan ini memiliki keuntungan jangka panjang, seperti mengurangi tagihan listrik dan mengurangi dampak lingkungan akibat penggunaan energi fosil.

Sumber :

Fachrur Alifuddin dan Jamaaluddin : Implementasi Rumah Listrik berbasis Solar Cell : 3rd Annual Applied Science and Engineering Conference (AASEC 2018)

OpenAI. (2023). Chat dengan ChatGPT tentang Tahapan-tahapan dalam Implementasi Rumah Listrik berbasis Solar Cell. Diakses pada 18 Februari 2023.

Berita Terkait

Peningkatan Efisiensi Listrik Rumah Tangga dengan Panel Surya

Terpopuler di

Membaca Puisi Aina Pulang

Korban Pemerkosaan Dokter Residen PPDS di RSHS Bertambah

On This Day: 10 April 1815 Gunung Tambora Meletus, Mengubah Iklim Dunia

Catatan Cak AT: Tarif 84 Persen, Dunia pun Tertawa

Pertukaran Mahasiswa Internasional, 14 Mahasiswa Kedokteran Gigi dari Jepang dan Thailand Ikuti Pembelajaran dI UI

Petugas Kesehatan Haji Jawa Barat dan PPIH Ikuti Pelatihan Pembekalan