APLIKASI ENERGI SURYA

Teknologi energi surya menggunakan energi yang berasal dari matahari untuk menghasilkan panas, cahaya, air panas, listrik, dan bahkan pendinginan, untuk rumah-rumah, komersial dan industri.

Ada bermacam-macam aplikasi teknologi yang telah dikembangkan untuk mengambil manfaat energi surya. Teknologi tersebut dapat dibaca lebih jauh berikut ini.

Sistem Fotovoltaik

Sel surya bekerja dengan mengubah secara langsung sinar matahari menjadi listrik. Elektron-elektron di dalam bahan semikonduktor, bahan yang digunakan untuk menangkap sinar matahari, akan bergerak ketika energi matahari dalam bentuk foton menabraknya. Energi matahari yang memaksa elektron berpindah, terjadi secara terus menerus, dan akibatnya terjadi pula produksi listrik yang kontinyu. Proses tersebut, yang mengubah sinar matahari (foton) menjadi listrik (tegangan), disebut dengan efek fotovoltaik.

Modul Sel Surya

Sel-sel surya biasanya disusun menjadi modul-modul yang setiap modulnya bisa terdiri dari 40 sel surya. Sejumlah modul bisa disusun untuk membentuk barisan PV yang dipasang dengan sudut tetap menghadap selatan. Atau bahkan bisa dipasang di sebuah perangkat penjejak sinar matahari, untuk mendapatkan energi matahari lebih banyak sepanjang hari. Beberapa barisan PV bisa menghasilkan daya yang cukup untuk sebuah rumah. Sedangkan untuk aplikasi industri atau perusahaan listrik, ratusan baris PV bisa dihubungkan untuk membentuk satu sistem PV besar dan cukup untuk memenuhi kebutuhan listriknya.

Sel Surya Film Tipis

Sel surya film tipis menggunakan beberapa lapis bahan semikonduktor dengan ketebalan dalam skala mikrometer. Teknologi tersebut memungkinkan untuk membuat sel surya yang diintegrasikan dengan atap rumah hingga skylight. Bahkan sel surya untuk aplikasi tersebut didesain mempunyai kekuatan yang sama dengan atap rumah sebenarnya.

Sel Surya Terkonsentrasi

Beberapa sel surya juga didesain untuk bekerja dengan sinar matahari yang difokuskan (concentrated sunlight). Sel-sel surya tersebut diintegrasikan ke dalam kolektor sinar matahari yang biasanya menggunakan lensa untuk memfokuskannya ke atas sel surya. Ada beberapa keuntungan dan kerugian dengan menggunakan teknik ini jika dibandingkan dengan panel surya pelat datar. Tujuan utamanya adalah menggunakan sesedikit mungkin bahan semikonduktor yang mahal sembari meningkatkan efisiensinya dengan lebih banyak melipatgandakan energi matahari yang mengenai permukaan sel. Tetapi karena lensa harus diarahkan ke matahari, penggunaan kolektor menjadi dibatasi oleh lokasi atau wilayah yang paling banyak mendapatkan sinar matahari. Hampir sama dengan panel surya pelat datar, teknologi ini juga bisa dipasang di atas perangkat penjejak matahari yang sederhana, tetapi sebagian besar menggunakan perangkat yang canggih. Akibatnya, pemakaian teknologi sel surya ini masih terbatas pada perusahaan listrik, industri dan bangunan-bangunan besar.

Unjuk kerja sel surya

Unjuk kerja sel surya bisa diukur dengan melihat efisiensinya dalam mengubah sinar matahari menjadi listrik. Hanya rentang energi tertentu dari sinar matahari yang secara efisien bisa diubah menjadi listrik, dan sebagian besarnya dipantulkan ataupun diserap oleh bahan pembentuk sel surya.

Karena beberapa hal tersebut, maka efisiensi sel surya komersial hanya sebesar 15%, atau sekitar seperenam dari sinar matahari yang menghasilkan listrik. Semakin rendah efisiensinya, maka semakin lebar panel surya yang dibutuhkan, dan artinya, semakin mahal harga yang harus dibayarkan. Meningkatkan efisiensi sel surya dengan tetap mempertahankan harga tetap rendah merupakan tantangan yang harus
dipecahkan. Hingga kini, sedikit demi sedikit tantangan tersebut bisa diatasi, terbukti dengan efisiensi sebesar 15% saat ini dimana pada tahun 1950an, efisiensi masih kurang dari 4%.

Pemanas Air Tenaga Surya

Air dangkal di sebuah kolam atau danau cenderung lebih panas dibandingkan dengan air yang berada di tempat yang lebih dalam. Hal tersebut terjadi karena matahari bisa memanaskan dasar kolam atau danau di area yang lebih dangkal, dan itu berarti air yang berada di atasnya juga menjadi panas.

Dengan prinsip yang sama, sinar matahari bisa digunakan sebagai pemanas air di bangunan dan kolam renang. Sebagian besar sistem pemanas air yang menggunakan matahari sebagai sumber panasnya, terdiri dari dua bagian utama : kolektor sinar matahari dan tangki penyimpan. Kolektor yang umum digunakan adalah kolektor pelat datar. Kolektor tersebut terdiri dari kotak datar tipis dengan tutup bagian atasnya transparan dan menghadap ke arah matahari. Pipa-pipa kecil yang ada di dalam kotak tersebut membawa cairan, yang bisa berupa air ataupun cairan lain, untuk dipanaskan. Pipa-pipa tersebut dipasangkan pada pelat berwarna hitam yang berfungsi untuk menyerap panas dari matahari. Setelah panas terbentuk di kolektor, cairan yang berada di dalam pipa-pipa tersebut menjadi panas.

Cairan panas tersebut kemudian menuju ke tangki penyimpan yang biasanya berukuran lebih besar dan terisolasi secara termal lebih baik dibandingkan tangki penyimpan pemanas air biasa. Sistem yang menggunakan cairan bukan dari air, biasanya menggunakan cairan tersebut untuk memanaskan air melalui pipa-pipa yang dibentuk seperti lilitan di dalam tangki tersebut.

Sistem yang digunakan bisa berupa sistem aktif ataupun pasif, tetapi yang paling umum digunakan adalah sistem aktif. Sistem aktif bekerja bergantung kepada pompa untuk menggerakkan cairan dari kolektor ke tangki penyimpan. Sedangkan pasif sistem bekerja dengan mengandalkan gravitasi dan sifat alami air untuk bersirkulasi jika dipanaskan.

Sistem yang digunakan untuk kolam renang jauh lebih sederhana. Pompa penyaring kolam renang digunakan untuk mengalirkan air melalui sebuah kolektor sinar matahari, yang biasanya terbuat dari plastik atau karet hitam, dan air panasnya kemudian dialirkan kembali ke kolam renang.

Solar Thermal

Sebagian besar pembangkit listrik yang ada saat ini menggunakan bahan bakar fosil sebagai sumber panas untuk mendidihkan air. Uap air yang dihasilkan kemudian memutar turbin, yang pada akhirnya menggerakkan generator untuk menghasilkan listrik. Tetapi kini mulai banyak pembangkit listrik yang menggunakan sistem konsentrator surya, menggunakan matahari sebagai sumber panas. Ada tiga tipe utama sistem konsentrator surya, yaitu : parabolic, dish/engine, menara pembangkit.

Sistem parabolik memusatkan energi sinar matahari dengan menggunakan cermin panjang berbentuk U. cermin-cermin tersebut diatur mengarah sinar matahari dan memusatkan sinar matahari ke sebuah pipa berisi minyak yang memanjang di tengah-tengah titik pusat parabolik tersebut. Minyak panas tersebut digunakan untuk mendidihkan air di generator uap konvensional dan menghasilkan listrik.

Sistem dish/engine menggunakan piringan cermin untuk mengumpulkan sinar matahari pada sebuah penerima yang berfungsi untuk menerima sinar matahari dan memindahkan panasnya ke cairan yang berada di dalam mesin. Panas yang terjadi mengakibatkan cairan di dalam mengembang dan menekan piston atau turbin dan menghasilkan energi mekanis. Energi mekanis tersebut kemudian digunakan untuk memutar generator ataupun alternator untuk menghasilkan listrik.

Sementara itu, menara pembangkit menggunakan cermin dalam jumlah yang besar dan ditempatkan di suatu lokasi yang luas untuk mengumpulkan sinar mataharidan memusatkannya ke bagian atas sebuah menara dimana sebuah penerima ditempatkan. Panas yang dihasilkan mencairkan garam yang kemudian mengalir untuk memanaskan air. Uap yang dihasilkan dari air panas digunakan untuk memutar generator uap konvensional. Garam cair bisa menyimpan panas dalam waktu yang lama. Artinya listrik bisa dihasilkan pada saat matahari telah terbenam atau pada saat langit sangat berawan.

Sumber : planethijau.com