contoh soal perhitungan pemanfaatan PV untuk pembangkitan daya listrik

1. Contoh Soal
Untuk kondisi dimana nilai intensitas iradiasi sinar matahari tertentu pada sel
180
A
surya (solar cell) mempunyai kerapatan arus hubung singkat adalah 2 m
8.109
A
. Beroperasi pada
dan kerapatan arus jenuh berlawanan adalah 2
m
suhu (temperature) 270C daya maksimum, tentukan luas efektif yang
diperlukan untuk keluaran daya 10 watt dan taksirlah efisiensi konversi jika
950
W
intensitas iradiasi sinar matahari adalah 2 m
.
Penyelesaian:
[Konstanta Fisika]: volt
e 1,602.1019 joule ; K
k 1,381.1023 joule
Diketahui:

2. J  A ; T  270C  27  273  300K ; P watt out 10
J  S 180
A 2 ; 2
m
9
0 8.10
m
Untuk kondisi keluaran daya maksimum, digunakan persamaan (6):
J
s

,maks. 0
k T
e v
J
k T
e v
L P
L P
,maks.
1
1
exp


  

 
K
A

A
m
m


joule


joule
K
v
volt
K
joule
joule
K
v
volt
L P
L P
1,602.10
180




1,381.10 300
1
8.10
1
1,602.10



1,381.10 300
exp
23
,maks.
19
2
9
2
23
,maks.
19
 











   


   

 







3. 11.000
9
300
1
22,5.10
11.000
300
exp
,maks.
,maks.
L P
L P
v
v


  

 
exp 38,67 22,5.10
 
9
L P
L P v
v
,maks.
,maks. 1 
38,67

 v   v  X L P L P    9 
,maks. ,maks. 1 38,67 exp 38,67 22,5.10
Dilakukan trial and error:
L P v ,maks. X L P v ,maks. X
0,3 1,376.106 0,54 25,64.109
0,4 8,576.107 0,537 22,71.109
0,5 5,073.109 0,5369 22,62.109
0,55 38,41.109 0,5368 22,53.109

4. Dipilih: v volt L P 0,5368 ,maks.  .
Digunakan persamaan (7):
A  v  J 
J
L ,maks. P 0
s
L P
e v
k T
P
,maks.
maks.
1
( )


yang diubah menjadi:
v J J
L P s
maks. ,maks. 0
k T
L P
e v
A
P
,maks.
1
( )

 

.
Kemudian nilai v volt L P 0,5368 ,maks.  disubstitusikan, maka:

5. 9

0,5368  (8.10 
180)
1  1,381  10 
300
1,602 10 19
0,5368
23
maks.




A
P
>>>
P 0,5368 (180)

1 300
 
W
2
maks. 92,18
11.600 0,5368
m
A




Luas sel surya diperoleh:
A  Pout    
10 m cm cm
2 2 2
maks.
0,10848 1084,8 1085
92,18
A
P