KONVERSI ENERGI

konversi energi di "Panel Surya"

    Saya dan teman - teman sekelompok, mendapatkan tugas untuk mencari contoh dari konversienergi. lalu saya menceritakan tentang "PANEL SURYA".Di bawah ini semua materi dari prinsip atau cara kerjanya , komponen elemennya , dan lain sebagainya.   

   Sel surya atau juga sering disebut fotovoltaik adalah divais yang mampu mengkonversi langsung cahaya matahari menjadi listrik. Sel surya bisa disebut sebagai pemeran utama untuk memaksimalkan potensi sangat besar energi cahaya matahari yang sampai kebumi, walaupun selain dipergunakan untuk menghasilkan listrik, energi dari matahari juga bisa di maksimalkan energi panasnya melalui sistem solar thermal.

      1. Struktur sel surya  

    Sesuai dengan perkembangan sains & teknologi, jenis-jenis teknologi sel surya pun berkembang dengan berbagai inovasi. Ada yang disebut sel surya generasi satu, dua, tiga dan empat, dengan struktur atau bagian-bagian penyusun sel yang berbeda pula (Jenis-jenis teknologi surya akan dibahas di tulisan “Sel Surya : Jenis-jenis teknologi”). Dalam tulisan ini akan dibahas struktur dan cara kerja dari sel surya yang umum berada dipasaran saat ini yaitu sel surya berbasis material silikon yang juga secara umum mencakup struktur dan cara kerja sel surya generasi pertama (sel surya silikon) dan kedua (thin film/lapisan tipis).

     .

Struktur dari sel surya komersial yang men -
ggunakan material silikon sebagai semikonduktor. (Gambar:HowStuffWorks)

   # Bagian - bagian dari gambar struktur di atas :

1.      Substrat/Metal backing

    Substrat adalah material yang menopang seluruh komponen sel surya. Substrat juga berfungsisebagai tempat masuknya cahaya sehingga material yang digunakan yaitu material yang konduktif tapi juga transparan sepertii ndium tin oxide (ITO) dan flourine doped tin oxide (FTO).

     2.    Material semikonduktor

    Material semikonduktor merupakan bagian inti dari sel surya yang biasanya mempunyai tebal sampai beberapa ratus mikrometer. Material semikonduktor inilah yang berfungsi menyerap cahaya dari sinar matahari. 

   3.    Kontak metal / Contact grid

    Selain substrat sebagai kontak positif, diatas sebagian material semikonduktor biasanya dilapiskan material metal atau material konduktif transparan sebagai kontak negatif.

  4.    Lapisan antireflektif

    Material anti-refleksi ini adalah lapisan tipis material dengan besar indeks refraktif optik antara semikonduktor dan udara yang menyebabkan cahaya dibelokkan ke arah semikonduktor sehingga meminimumkan cahaya yang dipantulkan kembali.

  5.    Enkapsulasi / cover glass

    Bagian ini berfungsi sebagai enkapsulasi untuk melindungi modul surya dari hujan atau kotoran.

      2. Aplikasi Panel Surya

    Energi surya memiliki banyak aplikasi dalam hidup kita. Ini adalah suatu sumber yang dapat bersaing semua kebutuhan energi kita. Dari pencahayaan untuk pemanasan, dari transportasi untuk pendinginan semua kebutuhan dapat dipenuhi dengan memanfaatkan energi matahari. Panel surya dan pemanas air surya dipasang di atap adalah aplikasi umum dari energi surya. Energi matahari tidak hanya digunakan untuk pengisian baterai atau pemanas air tetapi juga dapat digunakan untuk memurnikan air.Sederhana surya teknologi desalinasi dan distilasi juga telah dikenal untuk waktu yang lama.

    Hampir semua satelit dari cubesats kecil ke satelit besar yang didukung oleh energi surya. Saat ini, teknologi surya begitu berkembang sehingga mendapat kekuasaan; misalnya angin yang dibangun oleh QinetiQ adalah contoh dari itu. Zephyr didukung oleh sel PV dan memiliki baterai untuk cadangan.

    

      3. Metode untuk memanfaatkan energi surya

Energi surya dapat dimanfaatkan dalam dua cara:

1. Energi dari cahaya matahari:
        Metode ini didasarkan pada fenomena efek fotolistrik dan menggunakan sel fotovoltaik.Ketika cahaya matahari pemogokan permukaan panel surya, proses photoemission terjadi di dalam sel fotovoltaik dan energi surya secara langsung dikonversi menjadi energi listrik. Secara teoritis tidak ada disipasi panas yang terlibat dalam metode ini.
2. Energi dikembangkan dari panas matahari:
        Metode lain untuk menghasilkan energi menggunakan energi surya dengan menangkap panas. Dalam metode ini sejumlah besar cermin cekung yang digunakan untuk mengintensifkan panas yang dihasilkan dari matahari. Panas ini digunakan untuk mengubah air menjadi uap. Seperti metode lain tekanan uap bergerak turbin untuk menghasilkan energi listrik.

      4. Prinsip dan kerja sel-sel fotovoltaik    Sel surya konvensional bekerja menggunakan prinsip p-n junction, yaitu junction antara semikonduktor tipe-p dan tipe-n. Semikonduktor ini terdiri dari ikatan-ikatan atom yang dimana terdapat elektron sebagai penyusun dasar.  Semikonduktor tipe-n mempunyai kelebihan elektron (muatan negatif)  sedangkan semikonduktor tipe-p mempunyai kelebihan hole (muatan positif) dalam struktur atomnya.  Kondisi kelebihan elektron dan hole tersebut bisa terjadi dengan mendoping material dengan atom dopant. Sebagai contoh untuk mendapatkan material silikon tipe-p, silikon didoping oleh atom boron, sedangkan untuk mendapatkan material silikon tipe-n, silikon didoping oleh atom fosfor. Ilustrasi di samping menggambarkan junction semikonduktor tipe-p dan tipe-n.

1. 

   Junction antara semikonduktor tipe-p (kelebihan hole) dan tipe-n (kelebihan elektron). (Gambar :eere.energy.gov)

   
   

       Peran dari p-n junction ini adalah untuk membentuk medan listrik sehingga elektron (dan hole) bisa diekstrak oleh material kontak untuk menghasilkan listrik. Ketika semikonduktor tipe-p dan tipe-n terkontak, maka kelebihan elektron akan bergerak dari semikonduktor tipe-n ke tipe-p sehingga membentuk kutub positif pada semikonduktor tipe-n, dan sebaliknya kutub negatif pada  semikonduktor tipe-p. Akibat dari aliran elektron dan hole ini maka terbentuk medan listrik yang mana  ketika cahaya matahari mengenai susuna p-n junction ini maka akan mendorong elektron bergerak dari semikonduktor menuju kontak negatif, yang selanjutnya dimanfaatkan sebagai listrik, dan sebaliknya hole bergerak menuju kontak positif menunggu elektron datang, seperti diilustrasikan pada gambar di samping ini.

        

     5. Kesimpulan

     Masih ada waktu hingga saat bahan bakar fosil akan habis. Oleh karena itu, saatnya untuk beralih ke sumber bersih dan efisien energi sehingga manusia tidak perlu menderita krisis apapun. Pemerintah berbagai negara mendukung industri ini dalam bentuk keringanan pajak, subsidi, bantuan keuangan, dll bahkan orang tidak perlu ragu untuk berinvestasi dalam hal ini karena pada akhirnya hal ini membantu diri kita sendiri. Kita memberikan kontribusi untuk anak-anak dan cucu-cucu kita di masa depan.