Panel Surya sebagai Alternatif Energi Baru-Terbarukan (EBT)

Ditulis oleh: Aris Setiyono, ST Certificate of Panel Surya EBT

Memasuki era baru didunia dengan semboyan "save our earth" maka seluruh dunia melakukan komitmen untuk memulai penggunaan energi yang ramah lingkungan dan di Indonesia mulai mengurangi energi dari bahan bakar fosil dan menggantinya dengan Energi Baru dan Terbarukan (EBT). Di tempat kami bekerja di bidang pembangkitan, penggunaan bahan bakar sudah perlahan tergantikan oleh Palm Kernel Shell (PKS) atau cangkang sawit untuk menggantikan batu bara dan biodiesel (B20-B30) untuk menggantikan solar. Dampak lingkungan yang dihasilkan cukup baik dimana kandungan sulhur dalam bentuk sulphur dioxide turun drastis begitu juga dengan carbon dioxide yang menyumbang pemanasan global juga turun.

Selain yang disebutkan diatas, sumber energi untuk menghasilkan listrik yang juga lagi didalami dan dijadikan alternatif untuk masa depan adalah matahari yang dihasilkan oleh panel surya.

Pada panel surya dihasilkan energi yang didapatkan dapat langsung digunakan atau disimpan lebih dahulu ke dalam baterai kering. Output dari energi ini berupa arus listrik dengan aliran searah (DC) sebesar 3.5 A dan tegangan yang dihasilkan adalah 0.4-0.5V. Rangkaian panel-panel surya bisa disusun secara seri atau paralel, untuk memperoleh output tegangan dan arus yang diinginkan sedangkan jika ingin dikonversikan ke arus bolak balik (AC) diperlukan alat tambahan yang disebut inverter. Rangkaian paralel digunakan pada panel-panel dengan tegangan output yang sama untuk memperoleh penjumlahan arus keluaran. Tegangan yang lebih tinggi diperoleh dengan merangkai panel-panel dengan arus keluaran yang sama secara seri.

Contoh Aplikasi Seri-Paralel Panel Surya:

Misalnya untuk memperoleh keluaran sebesar 12 volt dan arus 12 A maka dapat merangkai 4 buah panel masing-masing dengan keluaran 12 volt dan 3 A secara paralel. Sedangkan kalau 4 buah panel dirangkai secara seri akan diperoleh keluaran tegangan sebesar 48 volt dan arus 3 A. Daya yang dihasilkan oleh panel surya maksimum diukur dengan besaran Wattpeak (Wp) dan jika dikonversikan terhadap Watthour (Wh) tergantung pada intensitas cahaya matahari yang mengenai permukaan panel. Daya yang dikeluarkan oleh panel surya adalah daya panel X lama penyinaran.

Gambar 1. Komponen Panel Surya

Komponen pada Panel Surya:

DC Power Production

Photo-Voltaic (PV) module akan menghasilkan daya listrik setelah mendapatkan energi dari cahaya matahari. PV module yang umum digunakan memiliki daya 350 WP setiap lembarnya. Energi yang diserap oleh PV module adalah energi cahaya bukan energi panas, sehingga tempat yang optimal untuk pemasangan disyaratkan harus terhindar dari bayangan yang dapat menutupi permukaan. Peningkatan efisiensi daya bisa dilakukan dengan pemasangan PV module secara seri membentuk rangkaian string. Rangkaian string umumnya menggunakan tegangan 1000 V untuk meminimalisir losses daya. Tegangan yang digunakan dalam string harus seimbang atau jumlah modul yang dirangkai memiliki jumlah yang sama di setiap string-nya. Untuk kapasitas besar masing-masing string akan dikombinasikan dalam DC combiner box.

DC-AC Convertion

Output dari string atau combiner box bisa dikonversi menjadi arus AC menggunakan peralatan yang disebut solar inverter. Penggunaan lebih dari satu inverter akan dikombinasikan dalam AC combiner box. Inverter yang digunakan ini harus memiliki kemampuan untuk melakukan sinkronisasi dengan frekuensi, tegangan dan derajat kelistrikan dari grid utama sehingga solar inverter aman untuk disambungkan pada grid (on-grid connection).

AC Switch and Protection

Output dari inverter atau AC combiner box akan disambungkan ke dalam switch gear sebagai proteksi dan pemutusan atau penyambungan dari PV System ke titik sambung (connection point).

Data Monitoring

PV system dilengkapi fitur untuk memantau energi yang dihasilkan oleh PV system per- satuan waktu. Fungsinya selain untuk mengetahui jumlah daya listrik yang digunakan juga berguna untuk mengetahui kerusakan atau menurunnya performa PV system.

Perhitungan Daya yang Dihasilkan Panel Surya:

Misalnya sebuah panel surya berkapasitas 50 Wp disinari matahari dengan intensitas maksimum selama 8 jam maka daya yang dihasilkan adalah 50 X 8 Wh = 400 Wh. Daya ini dapat digunakan untuk menyalakan 4 buah lampu 25 Watt selama 4 jam atau sebuah televisi hitam putih 40 Watt selama 10 jam. Di Indonesia, daya (Wh) yang dihasilkan perhari biasanya sekitar 3-5 kali daya panel maksimum (Wp), 3 kali untuk cuaca mendung, dan 5 kali untuk kondisi panas terik. Kasus lain seperti sebuah panel surya berdaya maksimum 50 Wp, daya yang dihasilkan pada cuaca mendung perhari adalah 3 X 50 Wp = 150 Wp, dan pada cuaca cerah adalah 5 X 50 Wp = 250 Wp.

Referensi : Beberapa jurnal dan pengalaman instalasi panel surya