Pembangkit listrik tenaga surya 2
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Energi listrik merupakan energi
yang digunakan
untuk kepentingan sehari-hari. Terutama alat – alat eletronik. Energi listrik
merupakan sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui (energi listrik PLN).
Energi listrik sekarang ini sudah semakin menipis, untuk itu harus
menggunakan energi listrik tersebut secara hemat dan efisien. Di dunia,
terutama di Indonesia pemerintah telah menyarankan agar masyarakat dapat
menghemat listrik. Misalnya saja pada siang hari tidak perlu menyalakan
lampu, mengganti lampu pijar dengan lampu hemat energi, mengurangi pemakaian
listrik dari pukul 17:00 hingga 22:00.
Sebagaimana yang telah diketahui
kekurangan (atau peningkatan harga) dalam persediaan sumber daya energi ke
ekonomi. Krisis ini biasanya menunjuk kekurangan minyak bumi, listrik, atau
sumber daya alam lainnya. Krisis ini memiliki akibat pada ekonomi, dengan
banyak resesi disebabkan oleh krisis energi dalam beberapa bentuk. Terutama,
kenaikan biaya produksi listrik, yang menyebabkan naiknya biaya produksi. Bagi
para konsumen, harga BBM untuk mobil dan kendaraan lainnya meningkat,
menyebabkan pengurangan keyakinan dan pengeluaran konsumen.
Jika panel surya dikembangkan di
Indonesia yang memiliki keuntungan mendapat sinar matahari sepanjang tahun, dan
di pelosok-pelosok yang sulit dijangkau
oleh PLN sangatlah cocok. Panel surya juga merupakan energi alternatif yang
ramah lingkungan. Jika dapat dikembangkan ke rumah-rumah penduduk, dapat
menghemat energi listrik terutama di Indonesia. Misalnya, jika 1 unit sel surya
untuk keperluan listrik di siang hari dan 1 unit lagi untuk menyimpan energi
listrik pada malam harinya, tentu saja dapat menghemat energi listrik
lumayan besar. Tetapi panel surya terkendala karena harga panel surya yang
mahal.
B. Rumusan Masalah
1. Apa itu pembangkit Listrik Tenaga Surya?
2. Bagaimana prinsip dasar pembangkit
listrik tenaga Surya?
3. Apa kelebihan dan kekurangan
pembangkit listrik tenaga surya dengan pembangkitenergi
lainnya?
BAB II
PEMBAHASAN
A. Pembangkit
Listrik Tenaga Surya
Gambar 1.
Pembangkit Listrik Surya PS10
(Sumber id.wikipedia.org/wiki/Panel_surya)
Gambar 2.
PLTS terbesar pertama di Indonesia
(Sumber id.wikipedia.org/wiki/Panel_surya)
Pembangkit listrik tenaga surya adalah
pembangkit listrik yang mengubah energisurya menjadi energi listrik. Pembangn listrik bisa dilakukan
dengan dua cara, yaitu secara langsung menggunakan photovoltaic dan
secara tidak langsung dengan pemusatan energi surya. Photovoltaic mengubah
secara langsung energi cahaya menjadi listrik menggunakanefek fotoelektrik. Pemusatan
energi surya menggunakan sistem lensa atau cermin dikombinasikan dengan sistem
pelacak untuk memfokuskan energi matahari kesatu titik untuk menggerakkan mesin kalor.
Energi surya atau matahari telah
dimanfaatkan di banyak belahan dunia dan jika dieksplotasi dengan tepat, energi
ini berpotensi mampu menyediakan kebutuhan konsumsi energi dunia saat ini dalam
waktu yang lebih lama. Matahari dapat digunakan secara langsung untuk
memproduksi listrik atau untuk memanaskan bahkan untuk mendinginkan. Potensi
masa depat energi surya hanya dibatasi oleh keinginan untuk menangkap
kesempatan. Ada banyak cara untuk memanfaatkan
energi dari matahari. Tumbuhan mengubah sinar matahari menjadi energi kimia
dengan menggunakan fotosintesis. memanfaatkan energi ini dengan memakan
dan membakar kayu. Bagimanapun, istilah “tenaga surya” mempunyai arti mengubah sinar matahari secara langsung menjadi panas atau
energi listrik untuk kegunaan . dua tipe dasar tenaga matahari adalah “sinar
matahari” dan “photovoltaic” (photo = cahaya, voltaic = tegangan). Photovoltaic tenaga matahari
melibatkan pembangkit listrik dari cahaya. Rahasia dari proses ini adalah
penggunaan bahan semi konduktor yang dapat disesuaikan untuk melepas elektron,
pertikel bermuatan negative yang membentuk dasar listrik.
Bahan semi konduktor yang
paling umum dipakai dalam sel photovoltaic adalah silikon,
sebuah elemen yang umum ditemukan di pasir. Semua sel photovoltaic mempunyai
paling tidak dua lapisan semikonduktor seperti itu, satu bermuatan positif dan
satu bermuatan negatif. Ketika cahaya bersinar pada semi konduktor, lading
listrik menyeberang sambungan diantara dua lapisan menyebabkan listrik
mengalir, membangkitkan arus DC. Semakin kuat
cahaya yang diterima, semakin kuat pula aliran listik yang
didapatkan.
Sistem photovoltaic tidak
membutuhkan cahaya matahari yang terang untuk beroperasi. Sistem ini juga
membangkitkan listrik di saat hari mendung, dengan energi keluar yang sebanding
ke berat jenis awan. Berdasarkan pantulan sinar matahari dari awan, hari-hari
mendung dapat menghasilkan angka energi yang lebih tinggi dibandingkan saat
langit biru sedang yang benar-benar cerah.
Saat ini, sudah menjadi hal
umum piranti kecil, seperti kalkulator, menggunakan solar cell yang sangat kecil. Photovoltaic juga
digunakan untuk menyediakan listrik di wilayah yang tidak terdapat jaringan
pembangkit tenaga listrik. Para peneliti telah mengembangkan lemari pendingin,
yang bernama Solar Chill yang dapat berfungsi dengan energi
matahari. Setelah dites, lemari pendingin ini akan digunakan oleh organisasi
kemanusiaan untuk membantu menyediakan vaksin di daerah tanpa listrik, dan oleh
setiap orang yang tidak ingin bergantung dengan tenaga listrik untuk
mendinginkan makanan mereka. Penggunaan sel photovoltaic sebagai
desain utama oleh para arsitek semakin meningkat. Sebagai contoh, atap ubin
atau slites solar dapat menggantikan bahan atap konvensional. Modul film yang fleksibel bahkan dapat diintegrasikan menjadi atap vaulted,
ketika modul semi transparan menyediakan percampuran
yang menarik antara bayangan dengan sinar matahari. Sel photovoltaic juga dapat digunakan
untuk menyediakan tenaga maksimum ke gedung pada saat hari di musim panas
ketika sistem AC membutuhkan energi yang besar, hal itu
membantu mengurangi beban maskimum elektrik. Baik
dalam skala besar maupun skala kecil photovoltaic dapat
mengantarkan tenaga ke jaringan listrik, atau dapat disimpan dalam sel-nya.
B. Pembangkit
Listrik Tenaga Surya Di Indonesia
Di Indonesia, PLTS terbesar pertama dengan kapasitas
2×1 MW terletak di Pulau Bali, tepatnya
di daerah Karangasem dan Bangli. Pemerintah
memberi izin kepada siapa saja untuk meniru dan membuatnya di daerah lain
karena PLTS ini bersifat opensource atau tidak didaftarkan
dalam hak cipta. Wilayah Indonesia yang sudah menggunakan PLTS
adalah :
§ Sulawesi
Selatan
C. Pemasangan Panel Surya
Panel surya
mengubah tenaga sinar matahari menjadi listrik. Listrik tersebut disimpan
di dalam aki, kemudian aki menghidupkan lampu, TV, pompa air, dan peralatan
listrik lainnya. Dalam penggunaan panel surya / solar cell untuk
membangkitkan listrik di rumah, ada beberapa hal yang perlu pertimbangkan
karena karakteristik dari panel surya / solar cell :
1. Panel surya
/ solar cell memerlukan sinar matahari. Tempatkan panel surya
/ solar cellpada posisi dimana tidak terhalangi oleh objek
sepanjang pagi sampai sore.
2. Panel surya
/ solar cell menghasilkan listrik arus searah DC.
3. Untuk
efisiensi yang lebih tinggi, gunakan lampu DC seperti
lampu LED.
4. Instalasi
kabel baru khusus untuk arus searah DC untuk perangkat berikut
ini misalnya : lampu LED (Light Emiting Diode), TV, Charge HP,
komputer, dll.
D. Pemanfaatan Tenaga Surya Dikehidupan
1. Pembangkit Listrik Tenaga Panas Matahari
Kaca-kaca besar mengkonsetrasikan cahaya matahari ke satu garis atau titik.
Panas yang dihasilkan digunakan untuk menghasilkan uap panas. Panasnya, tekanan
uap panas yang tinggi digunakan untuk menjalankan turbin yang menghasilkan
listrik. Di wilayah yang disinari matahari, Pembangkit Listrik Tenaga Matahari dapat menjamin pembagian besar produksi listrik.
Berdasarkan proyeksi dari tingkat arus hanya 354MW, pada tahun 2015
kapasitas total pemasangan pembangkit tenaga panas matahari akan melampaui 5000
MW. Pada tahun 2020, tambahan kapasitas akan naik pada tingkat sampai 4500 MW
setiap tahunnya dan total pemasangan kapasitas tenaga panas matahari di seluruh
dunia dapat mencapai hampir 30.000 MW, cukup
untuk memberikan daya untuk 30 juta rumah.
2. Pemanas dan Pendingin Tenaga Matahari
Panas tenaga matahari menggunakan panas matahari secara langsung. Pengumpul
panas matahari diatas atap dapat menyediakan air panas untuk rumah, dan
membantu menghangatkan rumah. Sistem panas matahari berdasarkan prinsip sederhana yang telah dikenal selama berabad-abad, matahari memanaskan
air yang mengisi bejana gelap. Teknologi tenaga panas matahari yang ada di
pasar saat ini sangat efisien dan bisa diandalkan. Saat ini pasar menyediakan
tenaga matahari untuk aplikasi dengan cakupan luas, dari pemanas air domestik
dan pemanas ruangan di perumahan dan gedung – gedung komersial, sampai pemanas
kolam renang, tenaga matahari - pendingin, proses pemanasan
industri dan memproses air menjadi tawar.
Saat ini produksi pemanas air panas domestik merupakan aplikasi paling umum untuk tenaga panas matahari. Di beberapa
negara hal ini telah menjadi sarana yang umum digunakan oleh gedung tempat
tinggal. Tergantung pada kondisi dan konfigurasi sistem, kebutuhan air panas
dapat disediakan oleh tenaga matahari hingga 100%. Sistem yang lebih besar
dapat ditambahkan untuk menutupi bagian penting dari kebutuhan energi untuk
pemanas ruangan. Ada dua tipe teknologi; Tabung
vakum - penyedot di dalam tabung vakum menyedot
radiasi dari matahari dan memanaskan cairan di dalam, seperti di panel tenaga
matahari datar. Tambahan radiasi diambil dari reflektor di belakang tabung.
Bentuk bundar tabung vakum membuat cahaya matahari dari berbagai sudut dapat mencapai penyerap secara langsung. Bahkan disaat mendung,
ketika cahaya datang dari banyak sudut pada saat bersamaan, tabung vakum
kolektor tetap dapat efektif. Kolektor solar panel datar pada dasarnya
merupakan kotak yang ditutupi kaca yang ditaruh di atap seperti cahaya langit.
Di dalam kotak terdapat serangkaian tabung pemotong dengan sirip pemotong
terpasang. Seluruh struktur dilapisi substansi hitam yang didesain untuk menangkap
sinar matahari. Sinar ini memanaskan air dan campuran bahan anti beku, yang
beredar dari kolektor turun ke pemanas air di bawah tanah.
Pendingin tenaga matahari. Pendingin
tenaga matahari menggunakan sumber energi panas untuk menghasilkan dingin dan
atau mengurangi kelembaban udara dengan cara yang sama dengan lemari pendingin
atau AC konvensional. Aplikasi ini cocok dengan energi panas
matahari, sejalan dengan meningkatnya permintaan pendingin ketika panas matahari banyak. Pendingin tenaga matahari
telah sukses didemonstrasikan. Penggunaan skala besar dapat diharapkan di masa
depan, sejalan dengan berkurangnya biaya teknologi ini, terutama untuk sistem
skala kecil.
E. Manfaat,
Prinsip Dasar dan Prinsip Kerja
1.
Manfaat
Tenaga surya
yang diserap bumi adalah sebanyak 120.000 Tera Watt. Pada prinsipnya tenaga
surya sebagai pembangkit listrik dengan dua cara:
§ Produksi uap
dengan ladang cermin yang digunakan untuk menggerakkan turbin. (Pembangkit
listrik tenaga surya berskala besar)
§ Mengubah
sinar matahari menjadi energi listrik menggunakan photovoltaic. (Pembangkit
listrik tenaga surya berskala kecil).
Tenaga surya dapat diaplikasikan sebagai berikut:
§ Sebagai
penerangan di rumah.
§ Sebagai
penerangan laumpu jalan
§ Sebagai
penerangan lampu taman.
§ Sebagai sumber
listrik untuk instalasi wireless, radio pemancar, perangkat
komunikasi.
§ Sebagai
signal kereta api, kapal
§ Sebagai portable
power supply
§ Sebagai
pemanas untuk menggerakkan tubin pembangkit listrik tenaga surya seperti di
Nevada, Amerika
§ Sebagai
sumber tenaga untuk perangkat satelit.
Beberapa contoh
penggunaan Solar Cell, dapat dilihat dalam gambar berikut
Gambar 3.
Penggunaan Solar Cell
2. Prinsip
Dasar
Gambar 4. Taksi Tenaga Surya
(Sumber id.wikipedia.org/wiki/Panel_surya)
Sel surya atau photovoltaic adalah
alat yang mengubah energi cahaya menjadi energi listrik menggunakan efek fotoelektrik. Dibuat pertama kali pada tahun
1880 oleh Charles Fritts.
Pembangkit listrik tenaga surya tipe photovoltaic adalah
pembangkit listrik yang menggunakan perbedaan tegangan akibat efek fotoelektrik
untuk menghasilkan listrik. Solar
panel terdiri dari 3 lapisan, lapisan panel P di bagian atas,
lapisan pembatas di tengah, dan lapisan panel N di bagian
bawah. Efek fotoelektrik adalah di mana sinar mataharimenyebabkan elektron di
lapisan panel P terlepas, sehingga hal ini menyebabkan protonmengalir ke
lapisan panel N di bagian bawah dan perpindahan arus proton ini
adalah arus listrik. Sel surya memiliki banyak aplikasi. Mereka terutama cocok
untuk digunakan bila tenaga listrik dari grid tidak
tersedia, seperti di wilayah terpencil, satelit pengorbit bumi,kalkulator genggam,
pompa air, dll. Sel surya (dalam bentuk modul atau panel surya) dapat
dipasang di atap gedung di mana mereka berhubungan dengan inverter ke grid listrik
dalam sebuah pengaturan net metering. Banyak
bahan semikonduktor yang dapat dipakai untuk membuat sel surya diantaranya Sillicon,
Titanium Oksida, Germanium, dll.
Gambar 5.
Sel Surya Wafer Silikon Poly-Crystalline
(Sumber : http://www.panelsurya.com/index.php/id/home/)
Gambar 6.
Sel Surya Terbuat dari Titanium Oksida, Germanium,dll
(Sumber : http://www.panelsurya.com/index.php/id/home/)
Gambar 7. Solar
Cell saat terkena matahari
(Sumber : http://www.panelsurya.com/index.php/id/home/)
Hingga tahun 1980-an efisiensi dari
hasil penelitian terhadap solar cell masih sangat rendah
sehingga belum dapat digunakan sebagai sumber daya listrik. Tahun 1982, Hans
Tholstrup seorang Australia mengendarai mobil bertenaga surya pertama untuk
jarak 4000 km dalam waktu 20 hari dengan kecepatan maksimum 72 km/jam. Tahun
1985 University of South Wales Australia memecahkan rekor
efisiensi solar cell mencapai 20% dibawah kondisi satu cahaya matahari. Tahun
2007 University of Delaware berhasil menemukan solar
cell technology yang efisiensinya mencapai 42.8% Hal ini merupakan
rekor terbaru untuk "thin film photovoltaic solar cell."
Perkembangan dalam riset solar cell telah mendorong
komersialisasi dan produksi solar cell untuk penggunaannya
sebagai sumber daya listrik.
Tenaga matahari dapat diubah menjadi
tenaga listrik dengan dua cara:
§ Photovoltaic (PV
device) atau Solar Cell, yaitu mengubah cahaya matahari
langsung menjadi listrik. Cara ini umumnya digunakan di daerah terpencil yang
belum ada jaringan listrik konvensional.Penggunaan photovolaic banyak
digunakan untuk kalkulator, jam tangan, rambu-rambu jalan, lampu penerangan
taman dsb.
§ Solar
Power Plants, sistem ini tidak secara langsung menghasilkan listrik yaitu
panas yang dihasilkan alat pengumpul panas matahari digunakan untuk memanaskan
suatu cairan sehingga menghasilkan tenaga uap untuk tenaga generator.
§ Lebih mudahnya
menerangkan cara kerja panel surya photovoltaic yaitu photon dari
cahaya matahari menabrak electrons menjadi suatu energi yang
lebih tinggi sehingga terjadi listrik. Istilah photovoltaic menjelaskan mode operasi
suatu photodiode dimana arus yang melalui device selururuhnya
terjadi karena adanya perubahan induksi tenaga cahaya. Hampir semua
peralatan photovoltaic adalah berupa photodiode.
3.
Prinsip Kerja
Gambar 8. Prinsip Kerja Tenaga Surya
(Sumber : http://tlts.wordpress.com)
Sinar
matahari mengenai solar panel, masuk kedalam solar charg controller,
arus disini masih dalam keadaan DC. Lalu dialirkan ke baterai,
disini masuk kedalam inverter untuk mengubah arus DC menjadi AC lalu dapat
dimanfaatkan untuk berbagai alat-alat elektronik.
F. Kelebihan dan Kekurangan
1. KELEBIHAN
§ Panel surya ramah lingkungan dan tidak memberikan kontribusi terhadap
perubahan iklim seperti pada kasus penggunaan bahan bakar fosil karena panel
surya tidak memancarkan gas rumah kaca yang berbahaya seperti karbon dioksida.
§ Panel surya memanfaatkan energi matahari dan matahari adalah bentuk energi
paling berlimpah yang tersedia di planet .
§ Panel surya mudah dipasang dan memiliki biaya pemeliharaan yang sangat
rendah karena tidak ada bagian yang bergerak.
§ Panel surya tidak memberikan kontribusi terhadap polusi suara dan bekerja
dengan sangat diam.
§ Banyak negara di seluruh dunia menawarkan insentif yang menguntungkan bagi
pemilik rumah yang menggunakan panel surya.
§ Harga panel surya terus turun meskipun masih harus bersaing dengan
bahan bakar fosil.
§ Tidak diharuskan membeli semua panel surya yang diperlukan dalam waktu yang
sama, tetapi dapat dibeli secara bertahap yang berarti tidak perlu melakukan
investasi besar secara instan.
§ Panel surya tidak kehilangan banyak efisiensi dalam masa pakai yang
mencapai 20 tahun.
§ Masa pakainya yang panjang, mencapai 25-30
tahun, menggaransi penggunanya akan menghemat biaya energi dalam jangka panjang
pula.
2. KEKURANGAN
§ Panel surya masih relatif mahal, bahkan meskipun setelah banyak mengalami
penurunan harga. Harga panel rumah sedang saat ini ser IDR27.500/wp (watt peak)
.
§ Panel surya masih perlu meningkatkan efisiensi secara signifikan karena
banyak sinar matahari terbuang sia-sia dan berubah menjadi panas. Rata-rata
panel surya saat ini mencapai efisiensi kurang dari 20%.
§ Jika tidak terpasang dengan baik dapat terjadi over-heating pada
panel surya.
§ Panel surya terbuat dari beberapa bahan yang tidak ramah lingkungan.
§ Daur ulang panel surya yang tak terpakai lagi dapat menyebabkan kerusakan
lingkungan jika tidak dilakukan dengan hati-hati karena silikon, selenium,
kadmium, dan sulfur heksafluorida (merupakan gas rumah kaca), kesemuanya dapat
ditemukan di panel surya dan bisa menjadi sumber pencemaran selama proses daur
ulang.
BAB III
PENUTUP
A. Kesimpulan
Pembangkit listrik tenaga
surya adalah pembangkit listrik yang mengubah energisurya menjadi energi listrik. Pembangn listrik bisa dilakukan
dengan dua cara, yaitu secara langsung menggunakan photovoltaic dan
secara tidak langsung dengan pemusatan energi surya. Photovoltaic mengubah
secara langsung energi cahaya menjadi listrik menggunakanefek fotoelektrik. Pemusatan
energi surya menggunakan sistem lensa atau cermin dikombinasikan dengan sistem
pelacak untuk memfokuskan energi matahari ke satu titik untuk menggerakan mesin kalor.
Photovoltaic (photo- cahaya, voltaic=tegangan)Photovoltaic tenaga matahari:
melibatkan pembangkit listrik dari cahaya. Rahasia dari proses ini adalah
penggunaan bahan semi konduktor yang dapat disesuaikan untuk melepas elektron,
pertikel bermuatannegative yang membentuk dasar listrik.
Panel surya ramah lingkungan
dan tidak memberikan kontribusi terhadap perubahan iklim seperti pada kasus
penggunaan bahan bakar fosil karena panel surya tidak memancarkan gas rumah
kaca yang berbahaya seperti karbon dioksida. Panel surya memanfaatkan energi
matahari dan matahari adalah bentuk energi paling berlimpah yang tersedia di
planet . Panel surya mudah dipasang dan memiliki biaya pemeliharaan yang sangat
rendah karena tidak ada bagian yang bergerak.
B. Saran
Panel surya belum bisa menjadi
energy alternatif bagi masyarakat Indonesia dikarenakan biaya alat dan
instalasinya yang masih mahal. Oelh karena itu panel surya
untuk saat ini lebih cocok untuk digunakan pada instansi, kantor pemerintahan,
sekolah atau badan – badan pelayanan masyarakat. Dengan begitu meskipun terjadi
pemadaman listrik, kegiatan pelayanan masyarakat, belajar mengajar dan
pemerintahan tidak mengganggu seperti yang sering dialami sekarang ini.
DAFTAR PUSTAKA
Naidoo, Kumi, Perubahan
Iklim Global Energi Bersih Energi Matahari, diakses 26 Maret 2014,
(online) http://www.greenpeace.org
Immanuel, David. Pembangkit Listrik Tenaga Surya, diakses pada
26 Maret 2014, (online) http://id.wikipedia.org/
Zazuli, Aplikasi Tenaga
Surya, diakses 27 Maret 2014, (online)
http://www.panelsurya.com/index.php/id/home/
Post a Comment for "Pembangkit listrik tenaga surya 2"