Panel surya: Perbedaan antara revisi

Modul panel surya umumnya tersusun dari bahan [[silikon]]. Kandungan sel silikon mempunyai struktur [[atom]] yang tunggal, ganda atau tidak berbentuk. Struktur atom yang tunggal disebut [[monokristalin]], sedangkan yang ganda disebut [[polikristalin]]. Sementara itu, silikon yang tidak berbentuk disebut amarfous dan hanya ada pada silikon dengan lapisan yang tipis. Selain silikon, beberapa jenis modul panel surya terbuat dari bahan berupa kadmium telurida atau tembaga indium galium selenida. Sementara itu, beberapa jenis modul panel surya menggabungkan ketiga jenis bahan tersebut.<ref>{{Cite book|last=Iskandar, C. S., dan Latief, N.|date=2018|url=https://www.google.co.id/books/edition/Sistem_Listrik_Tenaga_Surya_disain_dan_O/h86XDwAAQBAJ?hl=id&gbpv=1&dq=deepublish+Surya&printsec=frontcover|title=Sistem Listrik Tenaga Surya Disain, dan Operasi Instalasi: Ikhtisar untuk Membangun Makassar, Sulawesi Selatan, Indonesia|location=Sleman|publisher=Deepublish|isbn=978-602-475-497-6|pages=7|url-status=live}}</ref> Pembuatan panel surya menggunakan laser diode yang dipompa untuk penulisan [[interkoneksi]] rangkaian listrik dan pola isolasi. [[Panjang gelombang]] yang diperlukan untuk penulisan yaitu 1.064 [[nanometer]].{{Sfn|Hidayanti|2020|p=58}}

Panel surya mulai bekerja berdasarkan prinsip [[gaya gerak listrik]] yang terjadi pada sel surya. Gaya gerak listrik ini diawali ketika [[foton]] dari sinar matahari mengalami [[tumbukan]] dengan panel surya. Tumbukan ini membuat foton diserap oleh material semikonduktor yang terdapat pada panel surya. Material ini salah satunya ialah silikon. Tumbukan membuat [[elektron]] yang merupakan [[muatan listrik]] negatif mengalami pelepasan dari [[atom]]. Elektron yang terlepas ini kemudian mengalir melalui material semikonduktor sehingga terbentuklah arus listrik. Di sisi lain, muatan listrik positif yang disebut sebagai "lubang" mengalir dengan arah yang berlawanan dengan muatan listrik negatif. Sumber listrik dengan jenis arus searah dapat dihasilkan melalui penggabungan beberapa panel surya. Panel-panel surya ini memperoleh sumber energi dari energi surya.{{Sfn|Rahmawati dan Sujito|2019|p=X}}

Salah satu faktor yang menentukan kinerja dari panel surya ialah kondisi [[iradiasi]] dari [[sinar matahari]]. Kinerja panel surya ini diamati secara [[Listrik|kelistrikan]] melalui dua jenis besaran listrik, yaitu [[arus listrik]] dan [[tegangan listrik]]. Modul surya akan menghasilkan arus listrik dengan jumlah yang cenderung menurun secara proporsional ketika iradiasi mengalami penurunan. Kondisi ini menghasilkan tegangan listrik dengan variasi yang sangat kecil. Modul surya tidak mengalami pengaruh yang berarti dari iradiasi selama nilai iradiasi masih dalam batasan yang normal. Tingkat [[transformasi energi]] dari modul surya akan mempunyai nilai yang sama pada kondisi tersebut.{{Sfn|Rahmawati dan Sujito|2019|p=47}} Faktor lain yang mempengaruhi kinerja dari panel surya ialah suhu modul surya. Nilai suhu modul surya berbanding terbalik dengan nilai tegangan listrik yang dihasilkan oleh modul surya. Sementara itu, nilai arus listrik yang dihasilkan tetap sama. Pada kondisi ini, penurunan nilai tegangan listrik pada modul surya berarti penurunan nilai [[daya listrik]] yang dihasilkan oleh panel surya.{{Sfn|Rahmawati dan Sujito|2019|p=48}}

Kinerja dari panel surya juga dapat ditinjau dari desainnya. Lapisan permukaan panel surya harus dibuat lebih tebal dibandingkan dengan nilai optimumnya. Tujuannnya untuk mengurangi [[resistensi]] yang melintang. Keberadaan resistensi melintang ini dapat mengurangi nilai efisiensi energi pada kumpulan sel surya.{{Sfn|Hidayanti|2020|p=126}}

Panel surya memerlukan kondisi dan persyaratan suhu radiasi tertentu agar dapat mempertahankan kegiatan produksinya. Kisaran suhu yang memungkinkan adalah antara 32–68^o [[Fahrenheit]]. Nilai ini tidak tercapai pada kondisi Matahari dalam keadaan sejajar dengan vektornya pada sumbu [[rotasi]]. Pada kondisi ini, suhu radiasi sangat panas dan dapat mencapai nilai 176^o Fahrenheit. Pada [[Litosfer|permukaan Bumi]] yang memiliki [[Altitudo|ketinggian]] yang lebih rendah, suhunya akan lebih meningkat akibat [[radiasi elektromagnetik]] dari [[Bumi]].{{Sfn|Hidayanti|2020|p=36}}

== Pengendalian{{Sfn|Hidayanti|2020|p=29-30}} ==

Pengisian arus searah dari panel surya menuju ke [[baterai listrik]] menggunakan peralatan yang bernama pengendali pengisian. Peralatan ini digunakan pada sistem [[pembangkit listrik tenaga surya]]. Kelengkapan yang dimilikinya berupa perangkat [[penyimpanan energi]] listrik. Pengendali pengisian juga mampu melakukan pengaliran arus listrik dari baterai listrik menuju ke beban listrik.{{Sfn|Rahmawati dan Sujito|2019|p=43}} Selain itu, terdapat pula peralatan bernama pemutus [[tegangan tinggi]]. Alat ini digunakan untuk memutuskan arus liistrik dari modul surya pada panel surya ketika baterai telah terisi penuh.{{Sfn|Rahmawati dan Sujito|2019|p=59}}

Pengendalian posisi panel surya dapat menggunakan dua jenis [[sistem]], yaitu sistem pelacakan poros tunggal dan sistem pelacakan poros ganda. Sistem pelacakan poros tunggal menghasilkan posisi panel surya yang hanya mengarah kepada satu sudut kemiringan saja. Sedangkan sistem pelacakan poros ganda mampu mengubah posisi panel surya pada dua jenis sudut kemiringan. Pelacakan sinar matahari bagi panel surya menjadi lebih akurat pada sistem pelacakan poros ganda. Kedua jenis sistem ini dapat menghasilkan peningkatan produksi daya listrik dengan nilai maksimal tertentu sesuai dengan kondisi [[iradiasi]] dari sinar matahari. Sistem pelacakan poros tunggal menghasilkan peningkatan produksi daya listrik dengan nilai maksimal sebesar 27%, sedangkan sistem pelacakan poros ganda dapat menghasilkan peningkatan produksi daya listrik dengan nilai maksimal sebesar 37% tiap tahunnya.{{Sfn|Rahmawati dan Sujito|2019|p=46-47}}

Panel surya secara umum dipasang secara tetap dan diam pada dudukannya. [[Negara]]-negara di [[belahan Bumi bagian utara]] memposisikan panel surya menghadap ke selatan. Sedangkan negara-negara di [[belahan Bumi bagian selatan ]] memposisikan panel surya menghadap ke utara. Pemosisian ini diterapkan oleh negara-negara yang mengalami empat jenis [[musim]]. Posisi panel terhadap arah penyinaran matahari ialah [[Serenjang|tegak lurus]] selama siang hari.{{Sfn|Jamaaluddin|2021|p=6}}

Pemasangan panel surya pada negara di daerah [[Tropika|tropis]] atau negara yang terletak di sekitar [[Khatulistiwa|garis khatulistiwa]] cenderung lebih datar dibandingkan dengan pemasangan panel surya pada negara dengan empat musim. Jumlah energi listrik yang dihasilkan menjadi lebih sedikit. Penyebabnya ialah posisi penyinaran pada [[pagi]] dan [[sore]] hari kurang sempurna dan tidak menyerap seluruh sinar matahari yang terpancarkan.{{Sfn|Jamaaluddin|2021|p=6-7}}

Pengembangan penggunaan panel surya tidak hanya pada negara-negara yang selalu disinari oleh sinar matahari. Tiga negara telah memulai penggunaan energi surya telah memulai penggunaan energi surya sejak tahun 2005. Masing-masing ialah [[Jerman]], [[Jepang]] dan [[Amerika Serikat]]. Ketiga negara ini menyumbang sebanyak 90% dari 3.075 MegaWatt hasil produksi menggunakan teknologi [[fotovoltaik]]. Pada Desember 2007, jumlahnya meningkat menjadi 4.500 MegaWatt. Negara-negara lain di [[Eropa]] dan [[Asia]] mulai mempertimbangkan penggunaan energi surya seiring peningkatan [[harga]] [[minyak]] [[dunia]] dan harga beli energi listrik dengan nilai yang dua kali lipat lebih mahal dibandingkan yang dijual oleh Amerika Serikat. [[Agen Energi Internasional]] mencatat bahwa Amerika Serikat telah memanfaatkan energi surya untuk diubah menjadi energi listrik secara mantap sejak tahun 2006. Sementara itu, Jepang dan Jerman memulai [[investasi]] atas [[energi terbarukan]] sejak tahun 1990-an.{{Sfn|Hidayanti|2020|p=30}} Jerman juga mengadakan kegiatan [[penelitian]] dan [[pengembangan]] terhadap energi surya dengan mempekerjakan sedikitnya 200.000 [[rekayasawan]] dan [[ilmuwan]]. Pekerjaan ini kemudian menjadi sektor pekerjaan terbesar kedua di Jerman setelah sektor [[otomotif]].{{Sfn|Hidayanti|2020|p=30-31}}

Di sisi lain, timbul permasalahan kualitas pemasangan panel surya di seluruh dunia. Sekitar 30% dari seluruh proyek pemasangan panel surya di dunia mengalami kegagalan yang berakibat pada kerusakan panel surya. Negara dengan pemasangan panel surya yang relatif baru, kerusakan panel surya berada dalam kondisi yang serius. Dua negara yang mengalami kasus ini diantaranya ialah [[India]] dan [[Indonesia]]. Permasalahan yang timbul antara lain [[kebakaran]], penurunan keandalan [[sistem tenaga listrik]], keselamatan dan kehilangan daya listrik. Penyebab permasalahan ini ialah tidak dipertimbangkannya persoalan keamanan dan keselamatan di dalam skema pembiayaan.{{Sfn|Budiarto, R., dkk.|2017|p=81}}