2. INTRODUCTION
Pada awalnya bahan bakar fosil digunakan sebagai sumber
utama bahan bakar karena pada saat itu suhu bumi masih
sangat dingin.
Seiring bertambahnya waktu timbul rasa ketergantungan
terhadap bahan bakar fosil untuk memenuhi kebutuhan
hidup manusia dan lama kelamaan bahan bakar fosil
menjadi sumber daya utama pada saat itu.
Dampak negatif dari penggunaan bahan bakar fosil adalah
besarnya kuantitas gas emisi yang dihasilkan. Gas emisi
yang ini kemudian menghangatkan udara pada saat itu dan
juga memanaskan suhu bumi secara keseluruhan (Globar
Warming)
Untuk mengatasi hal ini maka bahan bakar fosil harus segera
diganti dengan bahan bakar yang ramah lingkungan.
3. POTENSI ENERGI MATAHARI
Setiap tahunnya matahari memancarkan cahaya
dengan kapasitas energi 14000 kali lipat dari
jumlah energi yang bumi butuhkan.
Dalam satu dekade terakhir pembangkitan listrik
dengan memanfaatkan energi matahari menjadi
semakin efisien dilihat dari jumlah gas emisi yang
dihasilkan (270 g/kWh – 30 g/kWh)
Batu bara : 1000 g/kWh
Gas alam : 400 g/kWh
Minyak : 720 g/kWh
4. PHOTOVOLTAIC
Proses perubahan radiasi cahaya matahari menjadi
energi listrik.
Memanfaatkan photon dari cahaya matahari
(infrared dan ultraviolet) yang kemudian
menggerakkan elektron yang tersebar di
permukaan semikonduktor.
Perpindahan elektron ini yang kemudian
menyebabkan adanya arus listrik dan beda
potensial
5. Teknologi PV dapat dikatakan modular dimana
dalam pemasangan, perawatan dan
pengembangannya relatif mudah.
Dari segi biaya PV cenderung bisa menjadi lebih
murah karena selalu ada penelitian yang
menghasilkan material-material baru yang lebih
efektif dan efisien.
6. Efisiensi PV dalam mengkonversi energi adalah
perbandingan antara energi yang dihasilkan dengan
energi yang diterima dari cahaya matahari
Efektifitas PV dalam mengkonversi cahaya matahari
menjadi energi listrik menurut percobaan STC (Standart
Test Conditions) dipengaruhi oleh 2 faktor utama yaitu :
Energi yang dibawa oleh pancaran cahaya matahari
Suhu panel surya (solar cell)
Distribusi radiasi matahari yang mengenai panel surya
dipengaruhi oleh ketebalan dan kondisi atmosfir daerah
solar cell tersebut bekerja
7. PV GENERATOR
Tegangan yang dihasilkan oleh satu cell relatif kecil
yaitu sebesar 0.3v untuk germanium dan 0.7v untuk
silicon.
Untuk mendapatkan keluaran tegangan yang lebih
besar setiap cell surya dipasang dalam bentuk seri.
Deretan cell surya yang terpasang secara seri
disebut “strings”
Umunya Strings diatur agar keluaran tegangannya
mencapai 17-35v untuk aplikasi yang tidak
terhubung ke grid.
8. Berdasarkan penelitian STC sebuah panel surya
diuji dengan radiasi cahaya yang berbeda
(divariasikan) dalam suhu ruangan dan suhu panel
surya ditetapkan pada suhu 25o C menunjukkan
panel surya menghasilkan energi listrik paling
optimal pada radiasi antara 350-1000 w/m2 .
Penelitian STC yang lain menguji dengan
memvariasikan suhu panel dengan radiasi yang
sama. Hasilnya menunjukkan suhu optimal untuk
menghasilkan tegangan dan arus yang seimbang
adalah pada suhu 25o C. Penurunan tegangan
yang signifikan terjadi ketika suhu panel mencapai
40o C.
9. PERHITUNGAN DAYA
Fill factor (FF) adalah perbandingan antara daya
optimal ( Popt ) dengan daya maksimal saat
beroperasi ( Pmax )
Popt = Isc . Voc
Pmax = Pmp = Imp . Vmp
10. BYPASS DIODE
Seperti rangkaian seri pada umumnya elemen dengan arus
terendah menjadi patokan total arus dalam rangkaian
tersebut. Untuk menghindari hilangnya daya maka dalam
sebuah strings digunakan cell dengan arus yang sama.
Masalah muncul ketika dalam deretan cell (strings) terdapat
beberapa cell yang tidak terkena cahaya matahari. Cell ini
akan bertindak sebagai beban dan arus akan kembali
mengalir ke cell yang menjadi beban. Hal ini jika terjadi
secara masif akan menghasilkan kerusakan pada cell
tersebut.
Untuk menghindari hal ini dipasangkan sebuah dioda yang
arahnya dipasang berlawanan dengan arah arus dari cell
secara paralel dari strings tersebut.
Cara lain untuk mengatasi masalah ini adalah dengan
menggunakan solar cell dengan low reverse breakthrough
voltage (cont : multicrystalline solar cell) atau cell yang sudah
terintegrasi bypass diode.
11. TERMINAL LISTRIK
Sebuah panel surya pada aplikasinya dilindungi
oleh lapisan pelindung yang terbuat dari material
plastik atau kaca.
Panel yang telah terlindungi disebut “module”
Pada bagian tepi module umumnya terpasang
terminal yang dilindungi oleh kotak plastik atau
pelindung lainnya untuk mempermudah ekspansi
module tersebut.
12. Beberapa negara memiliki regulasi tertentu untuk
membatasi besar tegangan yang dihasilkan dalam satu
pembangkit.
Untuk mendapatkan keluaran daya yang lebih besar
tanpa melebihi batas-batas tegangan tertentu deretas
strings dapat disusun secara paralel
Untuk mengatasi reverse current pada strings yang
disusun secara paralel, ada beberapa solusi yang bisa
dipertimbangkan yaitu :
bypass diode dipasang secara seri terhubung ke
setiap strings.
Memasang sensor medan magnet untuk mendeteksi
reverse current yang kemudian memicu saklar on-off
13. MECHANICAL PROPERTIES
Sandwich Lamination
Panel surya dilindungi oleh lapisan-lapisan yang
umumnya terbentuk dari bahan kaca / plastik.
Framing
Umumnya terbentuk dari bahan alumunium. Berfungsi
untuk menahan sel surya dengan pelindungnya.
Untuk menghemat biaya dan juga mempermudah
proses pembersihan frameless module semakin sering
digunakan.
Pemasangan
Module berbingkai harus menggunakan sekrup tahan
karat yang terbuat dari bahan stainless steel.
Module tanpa bingkai (frameless module) dipasang
dengan menggunakan fixture compound
14. Efisiensi panel surya yang tersedia di pasar sekarang
umumnya memiliki efisiensi sebesar 20-21% (25% di
laboratorium)
Ketika beroperasi efisiensi panel surya bisa turun
menjadi 15-17% hal ini dikarenakan :
Turunnya jumlah refleksi optik akibat pancaran cahaya
matahari yang tidak tegak lurus dengan panel surya
Rendahnya energi yang dibawa sinar matahari
Pengurangan besar arus yang mengalir akibat tekanan
udara yang terlalu rendah.
Panel surya yang tidak mendapat sinar matahari akan
bertindak sebagai beban sehingga mengurangi tegangan
yang dihasilkan.
Losses yang diakibatkan oleh kabel (posisi inverter dan
storage umumnya berada di bangunan yang relatif jauh dari
PV generator) adalah sekitar 3%
16. Meskipun listrik yang dihasilkan oleh PV
berubah-ubah akibat perbedaan tingkatan
sinar matahari, listrik tetap harus dikirimkan.
Terutama ketika saat pembangkitan
berbeda dengan saat pemakaian. Untuk
mengatasi hal ini maka diperlukan
komponen-komponen pendukung seperti
storage dan inverter. Inverter berfungsi
untuk memfasilitasi kebutuhan masyarakat
akan arus AC.
18. PWM
State of the art dari sebuah inverter adalah
teknologi PWM (Pulse Width Modulation) dimana
sinyal DC dinyalakan dan dimatikan dalam jangka
waktu yang sangat cepat sedemikian sehingga
integral dari sinyal yang dihasilkan sama dengan
nilai sinus yang diinginkan.
24. NICKEL CADMIUM BATTERY
+Higher energy density than lead acid battery
+Can be fully discharged
+Excellent low temperature performance
+Low internal resistance
-Two times more expensive
-Hazardous
-Lower Efficiencies
-memory effect
25. NICKEL HYDRIDE BATTERY
+50% higher capacity
Electrode materials is less hazardous
Less memory effect
Might substitute Nickel cadmium battery
26. LITHIUM ION BATTERY
Quite Expensive
High energy density
Excellent efficiencies
28. Sasaran terbaik untuk sistem PV pada dasarnya
adalah daerah-daerah tropis di sepanjang garis
khatulistiwa. Selain karena daerah ini kaya akan
sinar matahari, daerah tropis sering kali kesulitan
mendapat pasokan listrik dari grid karena
karakteristrik geografisnya yang sulit dijangkau.
Layout yang sederhana membuat sistem PV
terbilang handal untuk menciptakan sebuah daerah
dengan sumber energi mandiri.
29. PRA INSTALASI
Perkirakan pemakaian beban jangka panjang dan
gunakan peralatan berefisiensi tingi.
Straightforward planning, constant readiness,
controlling and observation
Gunakan komponen-komponen lokal, lebih murah
dan menghemat waktu
Utamakan detail (kualitas & kuantitas) dalam
mengimport komponen-komponen yang tidak
tersedia di pasar lokal.
Pelajari budaya lokal
Interaktif Training
30. PERMASALAHAN TEKNIS
Untuk pemasangan stainless steel adalah pilihan
terbaik di medan terjal.
Gunakan rivet untuk mencegah pencurian.
Simpan batere atau inverter di tempat yang aman
selain mencegah pencurian juga untuk mencegah
kecelakaan
31. ENERGY STORAGE
Untuk menghemat biaya gunakan maintenance free
Lead-acid Battery.
Gunakan batere buatan lokal dengan kapasitas
tegangan yang lebih besar dari batere biasa (12v
untuk setiap kebutuhan diatas 1.3 kWh).
Batere dengan tegangan diatas 50v harus
diperhatikan keamanannya.
Ganti batere minimal 4x selama pemakaian sistem
PV
32. Hindari menggunakan ventilasi dengan kipas untuk
mengurangi biaya perawatan. Gunakan ventilasi
yang natural.
Kondisikan suhu ruangan untuk inverter / storage
pada temparatur maksimal 60^C. Umumnya
temperatur maksimal untuk power condiotioning
system adalah 55^C
33. PERAWATAN
Menjaga kebersihan PV module, ruang
penyimpanan inverter dan storage adalah faktor
yang sangat penting untuk diperhatikan. PV module
yang tidak terkena cahaya secara optimal akan
berdampak pada daya keluaran keseluruhan.
Ruangan yang lembab dan tidak terawat berpotensi
menjadi sarang binatang.
Menghadirkan petugas dari daerah setempat akan
sangat membantu dalam proses perawatan sistem
PV
35. SINGLE CRYSTALLINE SILLICON
Sangat mahal karena proses pembuatannya
melalui beberapa proses yang rumit dan berulang-
ulang
Umumnya digunakan untuk pemakaian luar
angkasa
Sangat efisien
36. MULTI CRYSTALLINE SILICON
Cukup Efisien
Karena proses pembuatannya tidak serumit single
crystalline silicon harga menjadi lebih murah
Lebih sering digunakan untuk pemakaian-
pemakaian domestik
37. AMORPHOUS SILICON SOLAR CELL
Terbuat dari thin film
Terdiri dari lapisan p-i-n region
Karekteristik region i berkurang seiiring terkena
cahaya matahari
