Struktur dan Cara Kerja Panel Surya

Pengertian Panel Surya

Panel surya adalah suatu alat yang dapat mengkonversi energi matahari menjadi energi listrik. Di zaman sekarang ini, panel surya sudah tidak jarang lagi dijumpai, anda akan sering melihatnya pada atap rumah yang digunakan sebagai pemanas air dan juga lampu penerangan jalanan yang menggunakan panel surya sebagai sumber energi listriknya.

Cara kerja panel surya sangat dipengaruhi oleh intensitas cahaya yang dihasilkan oleh matahari. Didalam panel surya terdapat sebuah bagian yang disebut dengan photovoltaic. Photovoltaic ini berfungsi sebagai alat yang dapat mengubah (konversi) energi matahari menjadi tenaga energi listrik. PV biasanya dikemas dalam bentuk modul. Modul surya ini terdiri dari sel-sel surya yang tersusun secara pararel.

Seperti yang diketahui, Energi surya bersifat semikonduktor. Karena Sifatnya inilah ia dapat diubah (dikonversikan menjadi energi listrik). Energi yang dihasilkan dari radiasi matahari merupakan energi yang ramah lingkungan ditambah lagi biaya yang dikeluarkan untuk memproduksinya juga sangat murah. Saat ini energi matahari kerap dijadikan topik utama jika berbicara masalah lingkungan, global warming, dan the best alternative energy for the future.

Metode Pemanfaatan Energi Surya

Dalam pemanfaatan energi surya terdapat 2 metode yang mesti diketahui :

  1. Energi yang berasal dari sinar matahari

Dalam Metode ini, panel surya akan memanfaatkan cahaya matahari yang bersinar ke bumi. Sebenarnya didalam Sinar matahari terdapat banyak sekali partikel foton. Ketika partikel foton tersebut bertumbukan dengan permukaan Sel fotovoltaik yang ada di dalam Panel surya dan melewati ambang batasnya, maka sel fotovoltaik tersebut akan mengeluarkan elektron. fenomena ini juga disebut dengan proses photoemission. Nah elektron inilah nanti yang dapat menghasilkan listrik yang nanti akan digunakan untuk berbagai keperluan.

  1. Energi panas

Pada metode ini, fungsi dari panel surya bukan lagi memanfaatkan sinar dari matahari, melainkan untuk memanfaatkan panas dari matahari. Intinya, Panel surya  berperan sebagai penangkap panas dari matahari, dan Energi panas yang berasal dari matahari tersebut akan  berpindah pada panel surya dan kemudian akan dikonversikan menjadi energi listrik

Struktur Panel Surya

Struktur panel surya terdapat sel-sel surya yang mempunyai fungsi masing-masing. Zaman sekarang ini perkembangan ilmu teknologi terus meningkat. Sel surya pun banyak berkembang menjadi sebuah inovasi. Sel surya sendiri memiliki material silikon. Material silikon tersebut merupakan jenis material yang umum digunakan dan dipasarkan. Berbagai struktur sel surya adalah sebagai berikut :

  1. Substrat

Substrat merupakan suatu material yang berada pada sel surya yang berfungsi sebagai menopang sel surya. Substrat digunakan sebagai tempat masuknya cahaya matahari. Material substrat memiliki konduktifitas listrik yang sangat baik karena sebagai penghubung positif bagi sel surya. Substrat tersusun dari logam-logam. Logam yang biasa digunakan oleh substrat adalah aluminium dan molybdenum.

  1. Material semikonduktor

Sel surya mempunyai bagian yang disebut material semikonduktor. Semikonduktor tersebut adalah bagian dari sel surya yang merupakan bagian inti. Material semikonduktor berfungsi sebagai menyerap cahaya yang berasal dari sinar matahari. Material silikon sebagai bahan yang digunakan dalam semikonduktor. Material silikon ini yang umum digunakan oleh industri elektronik. Sel surya mempunyai lapisan-lapisan tipis. Lapisan sel surya yang tipis adalah kadmium telluride dan amorphous silikon. Semikonduktor mempunyai bagian junctionJunction tersebut gabungan semikonduktor tipe-p dan semikonduktor tipe-n, sehingga berbentuk menjadi p-n junction. P-n junction tersebut sebagai kunci utama dalam bagian sel surya.

  1. Kontak metal

Kontak metal pada bagian semikonduktor berfungsi sebagai kontak yang sangat negatif. Sedangkan substrat sebagai kontak yang sangat positif. Kontak metal tersebut melapisi material semikonduktor.

  1. Lapisan antireflektif

Sel surya mempunyai lapisan antireflektif. Lapisan ini harus diminimalkan agar cahaya yang diserap oleh semikonduktor menjadi optimal. Lapisan antireflektif berfungsi untuk membelokkan cahaya ke semikonduktor sehingga cahaya yang mantul menjadi minimum.

  1. Enkapsulasi / coating transparan

Pada sel surya terdapat bagian enkapsulasi. Enkapsulasi ini berfungsi agar modul surya terhindar dari hujan atau udara yang kotor.

Cara Kerja Panel Surya

Cara kerja panel surya sangat sederhana dan memerlukan cahaya matahari. Ketika cahaya matahari tidak ada atau terjadinya hujan maka panel surya tersebut tidak akan bekerja. Bagian yang penting dalam panel surya adalah regulator dan baterai. Baterai yang ada pada panel surya tersebut sebagai penyimpan energi dari panel listrik. Energi yang disimpan di dalam baterai berasal dari cahaya matahari. Matahari tersebut merupakan sumber energi yang dapat dimanfaatkan dalam jangka waktu yang sangat panjang. Proses kerja panel surya adalah cahaya matahari tersebut berubah menjadi energi listrik. Panel surya akan menangkap cahaya yang berasal dari matahari sehingga akan menyimpan energi listrik di dalam baterai. Cahaya matahari tersebut mengandung foton, dimana foton tersebut akan berubah menjadi elektron ketika terjadi kontak antara cahaya matahari dan panel surya. Dengan adanya terbentuknya sel elektron maka akan membentuk aliran energi listrik.

Cara Kerja Sel Surya

Sel surya yang konvensional dapat bekerja dengan menggunakan p-n junction. Prinsip junction ini adalah gabungan dari semikonduktor tipe-p dan gabungan semikonduktor tipe-n. Pada semikonduktor mempunyai elektron yang berbentuk ikatan atom. Elektron yang terdapat pada semikonduktor berperan sebagai penyusun dasar. Semikonduktor yang bertipe-n sebagai elektron yang positif. Sedangakan semikonduktor bertipe-p sebagai elektron yang bermuatan negatif. Atom boron digunakan untuk menghasilkan material silikon yang bertipe-p. Sedangkan atom fosfor untuk menghasilkan material silikon yang bertipe-n. Untuk detailnya silahkan lihat gambar dibawah.

Image credit : altenergy.org

P-n junction berfungsi sebagai pembentukan medan listrik yang akan menyebabkan elektron akan menghasilkan listrik yang berasal dari material kontak. Elektron akan terjadi pergerakan dari tipe-n bergerak ke tipe-p. Pergerakan tersebut terjadi pada semikonduktor bertipe-n yang akan menghasilkan muatan yang positif. Sedangkan semikonduktor yang bertipe-p akan menghasilkan mautan negatif. Aliran elektron membentuk medan listrik. Aliran tersebut terjadi ketika cahaya sinar matahari menempel pada p-n junction. Dengan sistem tersebut terjadi pergerakan elektron menjadi kontak negatif yang berasal dari semikonduktor. Cara kerja panel surya sangat berhubungan dengan cara kerja sel surya.

Baca juga : Cara & prinsip kerja komputer

Leave a Reply