Energi surya atau energi matahari dapat dimanfaatkan dengan menggunakan alat yang dikenal dengan panel surya. Sebagai alat penangkap energi matahari, panel surya merupakan barang yang wajib dimiliki jika ingin energi surya menjadi bagian dari kehidupan kita. Kreatifitas manusia melalui kegiatan riset yang berkesinambungan telah menghasilkan berbagai jenis panel surya. Sekarang, orang bisa memilih panel surya berdasarkan manfaat yang ingin didapatkannya, teknologi, dan kemampuan finansial yang dimilikinya.
Panel surya dibagi tiga, yaitu panel penangkap panas (solar thermal), panel yang memproduksi listrik (dari aliran elektron akibat sinar matahari yang diterima oleh dua lempeng dioda/efek fotovoltaik), dan panel hibrid yang menggabungkan fungsi panel thermal dan fotovoltaik. Panel penangkap panas merupakan alat yang menyerap panas matahari. Panas yang diserap kemudian dimanfaatkan untuk berbagai kebutuhan, diantaranya untuk kebutuhan air panas (air panas untuk mandi), memanaskan suhu ruangan (untuk negara-negara 4 musim yang mengalami musim dingin/salju), dan menghasilkan uap untuk pembangkit listrik tenaga uap). Menara pembangkit (power tower) adalah jenis pembangkit listrik yang memanfaatkan panel surya penangkap panas. Sementara, panel fotovoltaik hanya untuk pembangkit listrik.
Panel surya dibagi tiga, yaitu panel penangkap panas (solar thermal), panel yang memproduksi listrik (dari aliran elektron akibat sinar matahari yang diterima oleh dua lempeng dioda/efek fotovoltaik), dan panel hibrid yang menggabungkan fungsi panel thermal dan fotovoltaik. Panel penangkap panas merupakan alat yang menyerap panas matahari. Panas yang diserap kemudian dimanfaatkan untuk berbagai kebutuhan, diantaranya untuk kebutuhan air panas (air panas untuk mandi), memanaskan suhu ruangan (untuk negara-negara 4 musim yang mengalami musim dingin/salju), dan menghasilkan uap untuk pembangkit listrik tenaga uap). Menara pembangkit (power tower) adalah jenis pembangkit listrik yang memanfaatkan panel surya penangkap panas. Sementara, panel fotovoltaik hanya untuk pembangkit listrik.
Prinsip kerja panel surya adalah mengubah radiasi sinar matahari menjadi panas atau aliran elektron. Radiasi matahari terdiri dari radiasi gelombang elektromagnetik inframerah (panjang) dan ultraviolet (pendek). Radiasi inilah yang akan ditangkap oleh panel surya untuk diubah menjadi panas atau efek fotovoltaik.
Panel surya penangkap panas secara umum diasosiasikan dengan panel untuk memproduksi air panas. Panel penangkap panas ini bisa menghasilkan panas hingga ribuan derajat celsius. Tingginya panas yang bisa dicapai ini membuat energi matahari bisa dimanfaatkan di berbagai bidang seperti, untuk penghangat ruangan (dibutuhkan di negara-negara 4 musim), memasak, produksi air panas untuk rumah tangga dan kegiatan komersial, industri, dan pembangkit listrik berbasis uap.
Tantangan utama penggunaan matahari sebagai energi adalah ketersediaan sepanjang waktu, baik pada saat medung maupun malam hari. Ide yang muncul adalah menyimpan panas yang dihasilkan pada saat siang hari sehingga bisa dimanfaatkan pada saat mendung atau malam hari. Berbagai cara telah dilakukan oleh para ilmuwan, yang paling populer adalah menyimpan panas dalam cairan dalam wadah yang tertutup (tanki) yang memiliki prinsip seperti termos air panas yang biasa kita jumpai di rumah-rumah untuk membuat kopi.
Berbagai media telah diuji untuk menyimpan panas matahari dalam tangki, termasuk air, udara, minyak, dan natrium. Dari berbagai media ini, Rockwell International memilih garam cair sebagai media terbaik. Garam cair dipilih karena memiliki beberapa keunggulan, diantaranya cair pada tekanan atmosfer, murah, suhu operasi cocok dengan berbagai aplikasi yang secara umum ada disekitar kita, tidak mudah terbakar, dan tidak beracun. Garam cair juga telah banyak digunakan oleh industri kimia dan logam untuk menyimpan dan mendistribusikan panas. Banyak industri di dunia yang telah memiliki pengalaman dan teknologi pemanfaatan garam cair. Saat ini, telah ditemukan senyawa garam cair yang bisa mencapai suhu 500 derajat celsius. Garam cair bersuhu tinggi ini disimpan di tanki tertutup. Panas yang tersimpan bisa bertahan dan dimanfaatkan dalam 1 minggu. Keunggulan garam cair inilah yang membuat panas radiasi matahari bisa dimanfaatkan saat cuaca berawan dan malam hari.
Bahkan, sistem penyimpan panas menggunakan garam cair telah diaplikasikan dalam pembangkit listrik. Untuk pembangkit 100 megawat, peneliti menggunakan tangki berukuran tinggi 9 meter dan diameter 24 meter. Pembangkit listrik Andasol di Spanyol adalah salah satu contoh penggunaan garam cair untuk penyimpanan panas. Pembangkit ini telah beroperasi pada Maret 2009 dan berhasil menghasilkan listrik 24 jam penuh (siang dan malam).
Penel surya penangkap panas dibagi tiga, yaitu pelat datar, tabung, dan cekung.
1. Panel Surya Penangkap Panas (thermal)
Panel surya penangkap panas secara umum diasosiasikan dengan panel untuk memproduksi air panas. Panel penangkap panas ini bisa menghasilkan panas hingga ribuan derajat celsius. Tingginya panas yang bisa dicapai ini membuat energi matahari bisa dimanfaatkan di berbagai bidang seperti, untuk penghangat ruangan (dibutuhkan di negara-negara 4 musim), memasak, produksi air panas untuk rumah tangga dan kegiatan komersial, industri, dan pembangkit listrik berbasis uap.
Tantangan utama penggunaan matahari sebagai energi adalah ketersediaan sepanjang waktu, baik pada saat medung maupun malam hari. Ide yang muncul adalah menyimpan panas yang dihasilkan pada saat siang hari sehingga bisa dimanfaatkan pada saat mendung atau malam hari. Berbagai cara telah dilakukan oleh para ilmuwan, yang paling populer adalah menyimpan panas dalam cairan dalam wadah yang tertutup (tanki) yang memiliki prinsip seperti termos air panas yang biasa kita jumpai di rumah-rumah untuk membuat kopi.
Berbagai media telah diuji untuk menyimpan panas matahari dalam tangki, termasuk air, udara, minyak, dan natrium. Dari berbagai media ini, Rockwell International memilih garam cair sebagai media terbaik. Garam cair dipilih karena memiliki beberapa keunggulan, diantaranya cair pada tekanan atmosfer, murah, suhu operasi cocok dengan berbagai aplikasi yang secara umum ada disekitar kita, tidak mudah terbakar, dan tidak beracun. Garam cair juga telah banyak digunakan oleh industri kimia dan logam untuk menyimpan dan mendistribusikan panas. Banyak industri di dunia yang telah memiliki pengalaman dan teknologi pemanfaatan garam cair. Saat ini, telah ditemukan senyawa garam cair yang bisa mencapai suhu 500 derajat celsius. Garam cair bersuhu tinggi ini disimpan di tanki tertutup. Panas yang tersimpan bisa bertahan dan dimanfaatkan dalam 1 minggu. Keunggulan garam cair inilah yang membuat panas radiasi matahari bisa dimanfaatkan saat cuaca berawan dan malam hari.
Bahkan, sistem penyimpan panas menggunakan garam cair telah diaplikasikan dalam pembangkit listrik. Untuk pembangkit 100 megawat, peneliti menggunakan tangki berukuran tinggi 9 meter dan diameter 24 meter. Pembangkit listrik Andasol di Spanyol adalah salah satu contoh penggunaan garam cair untuk penyimpanan panas. Pembangkit ini telah beroperasi pada Maret 2009 dan berhasil menghasilkan listrik 24 jam penuh (siang dan malam).
Penel surya penangkap panas dibagi tiga, yaitu pelat datar, tabung, dan cekung.
A Panel Surya Pelat Datar
Panel surya pelat dasar dikembangkan oleh Hottel dan Whillier pada 1950-an. Panel ini terdiri dari (1) pelat datar berwarna gelap yang menyerap panas, (2) penutup transparan yang berfungsi mengurangi kehilangan panas, (3) penyalur panas (bisa berupa udara, antibeku, atau air) untuk menyerap panas dari pelat datar, dan (4) isolasi panas pendukung. Pelat penyerap panas terbuat dari lembaran pelat tipis (polimer termal stabil, aluminium, baja atau tembaga). Agar efektif menyerap panas, pelat diberi lapisan hitam (bisa berupa cat). Pelat dibungkus dengan isolasi dengan kaca atau polikarbonat bening, dimana terdapat ruang yang dapat dialiri cairan untuk memindahkan panas panas dari pelat. Cairan panas inilah yang akan dimanfaatkan sebagai pemanas melalui transfer panas langsung maupun tak langsung. Contoh gambarnya bisa dilihat disini.www.visualdictionaryonline.com, diakses 2016.
B Panel Surya Tabung
C Panel Surya Cekung
2. Panel Surya Fotovoltaik
Ketika terkena sinar matahari, umumnya satu sel surya menghasilkan tegangan DC sebesar 0,5 sampai 1 volt dan arus dalam skala milliampere per cm persegi. Agar sesuai dengan berbagai alat elektronik material semikonduktor disusun secara seri dan pararel untuk menghasilkan tegangan DC sebesar 12 V dan arus listrik yang lebih besar. Satu panel surya biasanya terdiri dari 28-36 sel surya (Air Mass 1.5).
No comments:
Post a Comment