efek fotovoltaik

Photovoltaic Panels / Panel PV

Panel PV, juga dikenal sebagai panel surya, menangkap energi matahari dan mengubahnya menjadi listrik. Listrik yang dihasilkan oleh panel PV sebagian besar digunakan untuk menyalakan peralatan dan peralatan rumah tangga. Material fotovoltaic dapat memiliki efek penting pada desain dan kinerja sistem. Komposisi material dan struktur atomnya berpengaruh. Bahan fotovoltaik terdiri dari silikon, galium arsenida, tembaga indium diselenida, kadmium telluride, indium phosphide, lainnya. Struktur atom sel PV dapat berupa kristal tunggal, polikristalin, atau amorf. Yang paling umum diproduksi adalah kristal silikon, baik kristal tunggal atau polikristalin.

Prinsip Kerja

Panel PV terdiri dari sel fotovoltaik kecil yang dihubungkan bersama. Sel PV terbuat dari bahan semikonduktor. Silikon yang paling umum digunakan.

Sel PV biasanya sangat kecil tetapi ketika digabungkan bersama untuk membentuk panel surya dan susunan (array) surya, mereka bisa sangat efisien. Saat matahari menyinari sel, medan listrik tercipta. Semakin kuat matahari, semakin banyak energi listrik yang dihasilkan. Namun demikian, sel-sel tersebut tidak memerlukan sinar matahari langsung untuk bekerja, dan mereka masih dapat menghasilkan listrik pada hari yang mendung. Panel PV tersedia dalam berbagai bentuk dan ukuran dan dapat dengan mudah dipasang di atas atap yang ada.

Sistem PV surya terdiri dari beberapa panel, dengan masing-masing panel menghasilkan sekitar 200-350W energi di bawah sinar matahari yang kuat. Sistem berisi 10 hingga 15 panel dan menghasilkan listrik arus searah (DC). Karena listrik yang digunakan untuk peralatan rumah tangga adalah arus bolak-balik (AC), maka dipasang inverter bersama dengan sistem untuk mengubah listrik DC menjadi AC. Listrik ini dapat digunakan di seluruh rumah Anda, atau diekspor ke jaringan listrik.

efek fotovoltaik
Gambar 1. Efek Fotovoltaik. Sumber: https://www.solarreviews.com/blog/how-do-solar-panels-work

Setiap sel PV memiliki lapisan negatif dan lapisan positif. Lapisan negatif memiliki elektron ekstra dan lapisan positif memiliki ruang untuk elektron tersebut. Listrik adalah elektron yang bergerak sehingga untuk panel surya menghasilkan listrik kita hanya perlu energi untuk membuat elektron tersebut lepas sehingga akan mengalir dari lapisan negatif ke lapisan positif.

Jenis-Jenis Panel PV

Banyak jenis sel PV tersedia saat ini. Bagian ini memberikan rincian tentang jenis saat ini dan ikhtisar sel yang sedang dalam penelitian dan tahap pengembangan.

  • Monocrystalline silicon cells: Sel-sel ini terbuat dari silikon monokristalin murni. Dalam sel-sel ini, silikon memiliki kisi struktur kristal kontinu tunggal dengan hampir tidak ada cacat atau kotoran. Keuntungan utama dari sel monokristalin adalah efisiensi tinggi, yang biasanya ada di sekitar 15%. Kerugiannya dari sel-sel ini adalah pembuatan yang rumit proses diperlukan untuk menghasilkan silikon monokristalin, yang menghasilkan biaya yang lebih tinggi daripada teknologi lainnya.
  • Multicrystalline silicon cells: Sel multikristalin diproduksi menggunakan banyak butir silikon monokristalin. Dalam proses pembuatannya, silikon polikristalin cair dilemparkan ke dalam ingot, yang kemudian dipotong menjadi lapisan yang sangat tipis dan dirakit menjadi sel lengkap. Sel multikristalin lebih murah untuk diproduksi daripada yang monokristalin karena proses manufaktur yang sederhana. Namun sedikit kurang efisien karena efisiensinya sekitar 12%.
  • Amorphous silicon: Secara umum, perbedaan utama antara sel-sel ini dengan jenis sebelumnya bukannya kristal struktur, sel silikon amorf terdiri dari atom silikon di lapisan homogen tipis. Selain itu, silikon amorf menyerap cahaya lebih efektif daripada silikon kristal. Keuntungan terbesar dari sel-sel ini adalah bahwa silikon amorf dapat diendapkan pada berbagai substrat, baik yang kaku maupun fleksibel. Kerugiannya adalah efisiensi yang rendah sekitar 6%. Saat ini, panel terbuat dari silikon amorf sel surya datang dalam berbagai bentuk, seperti atap yang dapat mengganti ubin bata normal di atap surya.

Perawatan dan Pembersihan Panel PV

Pembersihan panel surya cukup sederhana hanya perlu dijaga kebersihannya masing-masing dan tidak dibayangi pepohonan. Jika debu atau salju menjadi masalah, perlu dibilas dengan air hangat.

Panel PV cenderung bertahan 25-30 tahun atau lebih, tetapi inverter panel surya perlu diganti setelah sepuluh hingga lima belas tahun. Namun, lebih baik untuk bermain aman dan memeriksa dengan pemasang panel Anda untuk mengetahui apa persyaratan pemeliharaan khusus untuk sistem Anda, serta asuransinya.

Ada banyak fakta panel surya yang menunjukkan bahwa sumber energi terbarukan yang sangat baik dan ada banyak alasan mengapa Anda harus mulai memanfaatkan manfaatnya. Selain mengurangi konsumsi karbon Anda, Anda juga akan mengurangi tagihan listrik Anda. Terlebih lagi, panel PV mudah dirawat dan akan bertahan lama.

Proses-proses fisika banyak terjadi pada panel PV. Untuk mendesain panel PV dengan lebih akurat dan cepat, kita dapat menggunakan metode numerik komputasi. Metode yang biasa dipakai adalah Computational Fluid Dynamics (CFD). Dengan CFD kita dapat mensimulasikan perpindahan panas, tegangan termal, aliran udara pada panel, dan apa pun yang berkaitan dengan pergerakan fluida.

>> KLIK DI SINI UNTUK MENDESAIN PANEL PV MENGGUNAKAN JASA CFD KAMI!

PT Tensor memberikan jasa konsultasi Finite Element Analysis (FEA) dan Computational Fluid Dynamics (CFD) untuk desain engineering. Kami juga memberikan tutorial-tutorial gratis penggunaan software nya di kanal youtube kami. Hubungi kami sekarang juga!

>> KLIK DI SINI UNTUK JASA KONSULTASI

>> YOUTUBE PT TENSOR

>> KLIK DI SINI UNTUK MEMBACA ARTIKEL LAINNYA !

Kontributor : Daris Arsyada

By Caesar Wiratama

Sumber:

Kalogirou, Soteris A. 2009. Solar Energy Engineering: Processes and Systems. Amerika Serikat: Elsevier.

https://www.greenmatch.co.uk/blog/2014/08/what-are-pv-panels (diakses pada tanggal 17 Februari 2022)

https://www.eia.gov/energyexplained/solar/photovoltaics-and-electricity.php (diakses pada tanggal 17 Februari 2022)

Subscribe
Notify of
guest
0 Comments
Inline Feedbacks
View all comments