Makalah Energi Konvensional Fix

8/11/2019 Makalah Energi Konvensional Fix

1/28

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Permintaan energi dunia terus meningkat sepanjang sejarah peradaban umat

manusia. Proyeksi permintaan energi pada tahun 2050 hampir mencapai tiga kali

lipat dari permintaan di tahun 20121. Tampaknya masalah energi akan tetap

menjadi topik yang harus dicarikan solusinya bersama. Usaha-usaha untuk

mendapatkan energi alternatif telah lama dilakukan untuk mengurangi

ketergantungan terhadap sumber daya minyak bumi. Pemanfaatan minyak bumi

diperkirakan akan habis dalam aktu yang tidak lama jika pola pemakaian seperti

sekarang ini yang justru semakin meningkat dengan meningkatnya industri

maupun transportasi. !elain itu dari berbagai penelitian telah didapat gambaran

baha kualitas udara telah semakin mengkaatirkan akibat pembakaran minyak

bumi.

"alam menanggapi krisis energi yang terjadi# pemerintah mengupayakan

berbagai cara untuk mengembangkan berbagai energi alternatif. !ebagaimana kita

ketahui# $ndonesia berada pada daerah khatulistia dan akan selalu disinari

matahari selama 10 - 12 jam dalam sehari. %aka potensi untuk mengembangkan

energi surya sangatlah besar. Total intensitas penyinaran rata-rata k'h per

meter persegi perhari# matahari bersinar berkisar 2000 jam per tahun# sehingga

tergolong kaya sumber energi matahari. "ata "itjen (istrik dan Pengembangan

)nergi pada tahun 1**+# kapasitas terpasang listrik tenaga surya di $ndonesia

mencapai 0#,, %' dari potensi yang tersedia 1#2 10* %'.2 "engan potensi

yang cukup besar tersebut diharapkan energi surya ini dapat membantu dalam

memenuhi kebutuhan energi bangsa ini dan juga mengurangi ketergantungan kita

terhadap pemakaian energi fosil.

1.2 Rumusan Masalah

1http//.esdm.go.id/nes-archies/# diakses tanggal 1,-0-201

2http//.greenradio.fm/technology/energy/solar-cell/#diakses 1,-0-201

1
http://www.esdm.go.id/news-archives/,http://www.greenradio.fm/technology/energy/solar-cell/1145-potensi-energi-surya-indonesia-melimpahhttp://www.esdm.go.id/news-archives/,http://www.greenradio.fm/technology/energy/solar-cell/1145-potensi-energi-surya-indonesia-melimpah


2/28

dapun rumusan masalah yang akan dibahas adalah

1. pa itu energi surya3

2. 4agaimana pengembangan yang dilakukan untuk memanfaatkan potensi

energi surya3

. 4agaimana potensi energi surya sebagai energi alternatif3

&. 4agaimana pemanfaatan energi surya di $ndonesia3

5. pa saja kendala yang dihadapi dalam pengembangan energi surya3

. pa saja keuntungan penggunaan energi surya3

1.3 Tujuan Penulsan

dapun tujuan penulisan makalah ini adalah

1. %engetahui pengertian dari energi surya

2. %engetahui pengembangan energi surya di $ndonesia

. %engetahui potensi energi surya sebagai energi yang terbarukan

&. %engetahui cara pemanfaatan energi surya di $ndonesia

5. %engetahui dan memahami kendala dalam pengembangan energi surya di

$ndonesia dan juga di !umatera !elatan

. %engetahui keuntungan dari penggunaan energi surya.

1.! Man"aat Penulsan

dapun manfaat dari penulisan makalah ini yaitu

1. "apat memperkirakan besarnya potensi energi surya di $ndonesia

2. "apat mengetahui pengembangan terhadap energi surya yang telah

dilakukan pemerintah dan masyarakat

. "apat memberikan solusi terhadap permasalahan dalam pengembangan

energi surya di $ndonesia

BAB II

2


3/28

PEMBAHA#AN

2.1 Pengertan Energ #ur$a

6ambar 2.1 %atahari 7sumber .esdm.go.id8

)nergi surya merupakan energi yang dikeluarkan oleh sinar matahari yang

hanya diterima oleh permukaan bumi sebesar * persen dari total energi pancaran

matahari. !uplai energi surya dari sinar matahari yang diterima oleh permukaan

bumi mencapai 102&9oule pertahun 7setara dengan 2 101+'att8. 9umlah

energi sebesar itu setara dengan 10.000 kali konsumsi energi di seluruh dunia saatini. %enutup 0#1 persen saja permukaan bumi dengan diais solar sel yang

memiliki efisiensi 10 persen sudah mampu untuk menutupi kebutuhan energi di

seluruh dunia saat ini.

$ndonesia berpotensi untuk menjadikan solar sel sebagai salah satu sumber

energi masa depan mengingat posisi $ndonesia pada daerah khatulistia. "alam

kondisi puncak atau posisi matahari tegak lurus# sinar matahari yang jatuh di

permukaan panel surya di $ndonesia seluas 1 m2mampu mencapai *00 hingga

1000 'att. Total intensitas penyinaran perharinya di $ndonesia mencapai &500

att hour/m2yang membuat $ndonesia tergolong kaya sumber energi matahari ini.

"an matahari di $ndonesia mampu bersinar hingga 2.000 jam pertahunnya.&

2.2 P%tens Energ #ur$a

!umber http//.esdm.go.id# diakses tanggal 12-0-201

&!umber http//.esdm.go.id# diakses tanggal 12-0-201.
http://www.esdm.go.id/http://www.esdm.go.id/http://www.esdm.go.id/http://www.esdm.go.id/


4/28

)nergi matahari dijalarkan ke permukaan dan diradiasikan ke dalam ruang

angkasa. "alam perjalarannya ke permukaan# 0: energi matahari akan

direfleksikan dan disebar kembali ke angkasa# memberikan bumi dan atmosfer

albedo sekitar 0:# sementara itu sebanyak 1*: diabsorbsi oleh atmosfer dan

aan serta 51: diabsorbsi oleh permukaan ;hrens# 2008.

"i dalam inti matahari terjadi reaksi termonuklir atau reaksi rantai

protonproton 7reaksi p-p8# yaitu pada empat proton terjadi fusi membentuk inti

baru yang mengandung dua proton dan dua neutron. "ari reaksi ini dapat

dihasilkan energi sebesar 25 %e? atau 0#& 10-& erg. )nergi akibat kehilangan

sejumlah massa tersebut dapat dinyatakan dalam

E = m . c2 ... 1

"engan c adalah cepat rambat cahaya dan m adalah jumlah massa yang

hilang. "engan demikian kuantitas energi 7E8# jumlahnya akan semakin besar#

sehingga total energi yang dihasilkan dari tak berhingga reaksi fusi yang terjadi

pada inti matahari dalam tiap detiknya akan sangat besar.

&


5/28

6ambar .1 Posisi %atahari 7sumber http//openlearn.open.ac.uk8

Posisi matahari dan kedudukan ilayah dipermukaan bumi memberikan

pengaruh nyata terhadap potensi energi surya pada suatu ilayah. Potensi ini akan

berubah tiap aktu# tergantung dari kondisi atmosfer# dan tempat 7garis lintang8

serta aktu 7hari dalam tahun dan jam dalam hari8. $ndonesia yang berada dalam

ilayah khatulistia mempunyai potensi energi surya yang cukup besar sepanjang

tahunnya. )nergi surya sangat berpotensi untuk dimanfaatkan secara langsung

sebagai sumber energi alternatif. Pemanfaatan energi surya ini dapat dilakukan

secara termal maupun melalui energi listrik. Pemanfaatan secara termal dapat

dilakukan secara langsung dengan membiarkan objek pada radiasi matahari# atau

menggunakan peralatan yang mencakup kolektor dan konsentrator surya.

$nformasi mengenai ketersediaan energi matahari merupakan hal penting dalam

rangka mendukung usaha pemanfaatan energi matahari secara optimal.

Pengetahuan mengenai besarnya radiasi matahari pada suatu lokasi merupakan hal

yang penting dalam beberapa aplikasi energi matahari seperti desain arsitektur dan

dan kenyamanan termal bangunan# sistem pemenfaatan energi matahari

7photovoltaic/PV, solar concentrator, solar collector) dan lain-lain ;%ubiru#

200,


6/28

termal dan energi surya fotooltaik. )nergi surya termal pada umumnya

digunakan untuk memasak# mengeringkan hasil pertanian dan memanaskan air.

!edangkan energi surya fotooltaik digunakan untuk memenuhi kebutuhan listrik#

pompa air# teleisi# telekomunikasi# dan lemari pendingin dengan kapasitas total

sekitar %'.

Pengembangan energi surya fotooltaik di $ndonesia terutama ditujukan

bagi penyediaan energi listrik di daerah perdesaan. >ondisi geografis $ndonesia

yang terdiri atas pulau-pulau yang kecil serta banyak yang terpencil menyebabkan

sulit untuk dijangkau oleh jaringan listrik terpusat. "engan demikian# energi suryadapat dimanfaatkan untuk penyedian listrik dalam rangka mempercepat rasio

elektrifikasi desa.

Pemanfaatan energi surya sebagai sumber energi listrik ditargetkan akan

mencapai 25 %' pada tahun 2020. !elain untuk memenuhi listrik pedesaan#

energi surya diharapkan juga mampu berperan sebagai salah satu sumber energi

alternatif di ilayah perkotaan# yang dimanfaatkan untuk lampu penerangan jalan#

penyediaan listrik untuk rumah peribadatan# sarana umum# sarana pelayanan

kesehatan seperti rumah sakit# puskesmas# posyandu# dan rumah bersalin# kantor

pelayanan umum pemerintah# hingga untuk pompa air yang digunakan untuk

pengairan irigasi atau sumber air bersih.

Tabel . Potensi 4erbagai )nergi Terbarukan di $ndonesia


7/28

Tabel 2.&. Potensi !umber "aya )nergi !urya di 4eberapa >ota di $ndonesia.

+


8/28

N% (%ta Pr%)nsTahun

Pengukuran

Ra&as

rata* rata

+,-m2

,


9/28

1 4anda ceh ceh 1980 4.1

2 Palembang !umatera !elatan 1979 1981 4.95

%enggala (ampung 1972 1979 5.23& =aasragi (ampung 1965 1979 4.13

5 9akarta 9akarta 1965 1981 4.19

4andung 9aa 4arat 1980 4.15

+ (embang 9aa 4arat 1980 5.15

, @itius# Tangerang 9aa 4arat 1980 4.32

* "armaga# 4ogor 9aa 4arat 1980 2.56

10 !erpong# Tangerang 9aa 4arat 1991 1995 4.45

11 !emarang 9aa Tengah 1979 1981 5.49

12 !urabaya 9aa Timur 1980 4.30

1 >enteng#Aogyakarta Aogyakarta 1980 4.50

1& "enpasar 4ali 1977 1979 5.26

15 Pontianak >alimantan 4arat 1991 1993 4.55

1 4anjarbaru>alimantan

!elatan1979 1981 4.80

1+ 4anjarmasin>alimantan

!elatan1991 1995 4.57

1, !amarinda >alimantan Timur 1991 1995 4.17

1* %enado !ulaesi Utara 1991 1995 4.91

20 Palu !ulaesi Tenggara 1991 1994 5.51

21 >upang Busa Tenggara4arat

1975 1978 5.12

22'aingapu# !umba

Timur

BusaTenggara

Timur1991 1995 5.75

2 %aumereBusa Tenggara

Timur1**2 C 1**& 5.+

!umber =encana $nduk Pengembangan )nergi 4aru dan Terbarukan# 1**+.

"irektorat 9enderal (istrik dan Pengembangan )nergi# ")!"%

PLT# & In&%nesa

*


10/28

6ambar .2 P(T! di $ndonesia 7sumber majalahenergi.com/nasional8

Penerapan P(T! oleh 4PPT dimulai dengan pemasangan ,0 unit P(T!

7!olar Dome !ystem# !istem Pembangkit (istrik Tenaga !urya untuk (ampu

Penerangan =umah8 di "esa !ukatani# 9aa 4arat pada tahun 1*,+. !etelah itu

pada tahun 1**1 dilanjutkan dengan proyek 4antuan Presiden 74anpres (istrik

Tenaga !urya masuk "esa8 untuk pemasangan .&&5 unit !D! di 15 propinsi yang

dinilai layak dari segi kebutuhan 7tidak terjangkau oleh P(B8# kemampuan

masyarakat setempat 7pembayaran dengan cara mencicil8 dan persyaratan teknis

lainnya.

!aat ini $ndonesia telah memiliki Pembangkit (istrik Tenaga !urya yang

berlokasi di pulau 4ali# !umbaa dan %aluku Utara. P(T! yang terdapat di pulau

4ali yakni di daerah >arangasem dan 4angil menghasilkan energi listrik sebesar 1

megaatt. !edangkan di !umbaa menghasilkan energi listrik sebesar *00 >'P

dan di %aluku Utara tepatnya di daerah %orotai menghasilkan energi listrik

sekitar 00 >'P. !elain ketiga P(T! tersebut# pihak P(B masih merencanakan

pembangunan P(T! diberbagai pulau di $ndonesia ditahun 201& mendatang.

2.3 P%tens &an Pengem'angan Energ #ur$a & #umatera #elatan

10


11/28

"i !umatera !elatan potensi energi surya tidak terlalu besar. Dal tersebut

terlihat dari gambar dibaah ini.

6ambar . =adiasi %atahari di $ndonesia 7!umber "okumenE+& Proyeksi

Potensi )nergi !urya8

"ari hasil estimasi model pemetaan secara !pasial# dapat dikatakan baha

semakin tua arna biru yang terlihat berarti semakin besar intensitas radiasi

matahari yang tercancar ke daerah tersebut. Pada gambar diatas# sumatera !elatan

memiliki arna yang mendekati putih# hal ini menandakan intensitas radiasi yang

ada pada !umatera !elatan sangatlah kecil sehingga dapat dikatakan baha

!umatera !elatan kurang berpotensi untuk pengembangan energi surya. Bamun

tidak menutup kemungkinan untuk memanfaatkan energi surya seperti yang saat

ini dilakukan pemerintah dengan membuat panel-panel surya untuk

menghidupkan lampu lalu lintas jalan saat ini.

2.! Peman"aatan Energ #ur$a

11


12/28

)nergi surya merupakan energi yang dapat dimanfaatkan secara luas. !eperti

yang dapat dilihat pada skema di baah ini radiasi matahari dapat dimanfaatkan

melalui tujuh jenis tahapan.

6ambar 2. !kema Pemanfaatan )nergi !urya 7!umber )rlinaati# %odul )nergi

>onensional dan Bon >onensional.20128

Pada tahap $# radiasi matahari diterima oleh tumbuh-tumbuhan yang

digunakan untuk proses fotosintesis. "engan begitu tumbuhan seperti jenis kayu-

kayuan dan tumbuhan lainnya akan dapat berlangsung hidup. !eperti yang kita

ketahui# kayu dapat digunakan sebagai bahan bakar. Pada tahap $$ radiasi matahari

yang memanasi atmosfer sehingga terjadi perpindahan udara yang berupa angin

dan arus pancar.Proses $$$.an dipanaskan. "i sini terjadi 2 hal. Pertama air naik

sebagai uap menjadi aan dan turun lagi ke bumi dalam bentuk hujan.Dujan yang

turun di gunung dan air mengalir di sungai merupakan potensi tenaga air. !elain

itu lautan dipanaskan. (apisan laut sebelah atas lebih panas dari lapisan baah.

Panas ini merupakan potensi energi yang dapat dimanfaatkan dengan cara

>onersi )nergi Panas (autan 7>)P(8# atau yang biasa disebut dalam bahasa

inggris Ocean hermal Energi !onverter (OE!). Proses $?.Panas matahari

dimanfaatkan secara langsung# misalnya pada saat kita menjemur pakaian#

menjemur ikan kering atau membuat garam di pantai. Pada Proses ?#?$ dan ?$$

12


13/28

Pemanfaatan panas matahari dengan kolektor buatan manusia. "engan kolektor

dimaksud suatu alat untuk FpenangkapG dan FpengumpulG sinar matahari.

2.2.1 Tekn%l%g Energ #ur$a Termal

!elama ini# pemanfaatan energi surya termal di $ndonesia masih dilakukan

secara tradisional. Para petani dan nelayan di $ndonesia memanfaatkan energi

surya untuk mengeringkan hasil pertanian dan perikanan secara langsung.

4erbagai teknologi pemanfaatan energi surya termal untuk aplikasi skala

rendah 7temperatur kerja lebih kecil atau hingga 0o@8 dan skala menengah

7temperatur kerja antara 0 hingga 120o@8 telah dikuasai dari rancang-bangun#

konstruksi hingga manufakturnya secara nasional. !ecara umum# teknologi surya

termal yang kini dapat dimanfaatkan termasuk dalam teknologi sederhana hingga

madya. 4eberapa teknologi untuk aplikasi skala rendah dapat dibuat oleh bengkel

pertukangan kayu/besi biasa. Untuk aplikasi skala menengah dapat dilakukan oleh

industri manufaktur nasional.

4eberapa peralatan yang telah dikuasai perancangan dan produksinya

seperti sistem atau unit berikut

Pemanas air domesticH

"alam sistem pemanas air# panas matahari merupakan sumber utama yang

dibutuhkan# serta sebuah kolektor pengumpul panas yang berfungsi

mengumpulkan panas matahari serta memperbesar suhu dari panas matahari

dalam suatu ruangan tertutup yang didalamnya terdapat pipa tembaga yang

dirancang sedemikian rupa sebagai tempat air melakukan sirkulasi. Pemanas air

dengan tenaga surya dapat digunakan dalam kebutuhan sehari-hari seperti

mencuci# mandi# dan lain sebagainya.

>arena menggunakan panas matahari sebagai sumber energinya# maka

hasilnya bergantung pada keadaan cuaca dalam mempengaruhi radiasi panas

matahari yang sampai ke bumi.

Panas dari matahari masuk kedalam kolektor melalui kaca kristal yang

akan menyebarkan panas tersebut secara merata di dalam kolektor# lalu air yang

mengalir melalui pipa tembaga di dalam kolektor akan menyerap panas tersebut#

1


14/28

sehingga dihasilkan panas yang sebanding dengan panas yang berada di dalam

kolektor.

6ambar . %ekanisme >erja Pemanas ir Tenaga !urya 7!umber

ejournal.undip.ac.id8

%enunjukan arah aliran air# arna biru adalah air dingin setalah meleati

kolektor bagian baah akan mengalami pemasanan di gambarkan berarna

merah. 6ambar diatas menunjukan mekanisme kerja pemanas air tenaga surya#

dimana terdapat sebuah pompa yang mengalirkan air dingin masuk melalui bagian

baah kolektor sehingga berubah menjadi air panas yang keluar melalui bagian

atas kolektor menuju tangki penampungan air panas yang sudah di rancang untuk

mencegah radiasi panas keluar.

>ompor !uryaH

>ompor tenaga surya adalah perangkat masak yang menggunakan sinar

matahari sebagai sumber energi. >ompor jenis ini tidak menggunakan bahan

bakar konensional dan biaya operasinya rendah sehingga sangat disayangkan jika

tidak dimanfaatkan. Terdapat tiga prinsip dasar kompor surya yaitu# pemusatan

cahaya matahari# mengubah cahaya menjadi panas dan memerangkap panas.

>ompor dengan prinsip kerja mengubah cahaya menjadi panas menggunakan

bahan panci yang berarna hitam hal ini dapat meningkatkan efektiitas

pengubahan cahaya menjadi panas. Panci berarna hitam dapat menyerap hampir

semua cahaya matahari dan mengubahnya menjadi panas# secara mendasar

meningkatkan efektiitas kerja kompor surya. !emakin baik kemampuan panci

menghantarkan panas# semakin cepat kompor bekerja. Prinsip kerja kompor

memerangkap panas merupakan upaya mengisolasi udara di dalam kompor dari

1&


15/28

udara diluarnya akan menjadi penting. Penggunaan bahan yang keras dan bening

seperti kantong plastik atau tutup panci berbahan kaca memungkinkan cahaya

untuk masuk ke dalam panci. !etelah cahaya terserap dan berubah jadi panas#

kantong plastik atau tutup berbahan gelas akan memerangkap panas didalamnya

seperti efek rumah kaca. Dal ini memungkinkan kompor untuk mencapai

temperatur yang sama ketika hari dingin dan berangin seperti halnya ketika hari

cerah dan panas. !edangkan prinsip kerja yang digunakan pada praktikum ini

adalah pemusatan cahaya matahari. Pada kompor ini terdapat bahan metal/logam

yang memantulkan cahaya# digunakan untuk memusatkan cahaya dan panas

matahari ke arah area memasak yang kecil# membuat energi lebih terkonsentrasi

dan lebih berpotensi menghasilkan panas yang cukup untuk memasak. >ompor

berbentuk parabola# sehingga pemusatan cahaya matahari dapat menghasilkan

panas yang cukup untuk memanaskan air.

Prinsip kerja dari kompor matahari adalah dengan memfokuskan panas yang

diterima dari matahari pada suatu titik menggunakan sebuah cermin cekung besar

sehingga didapatkan panas yang besar yang dapat digunakan untuk menggantikan

panas dari kompor minyak atau kayu bakar.

6ambar 2.& >ompor %atahari

Untuk diameter cermin sebesar1# meter kompor ini memberikan daya

thermal sebesar ,00 att pada panci. "engan menggunakan kompor ini maka

kebutuhan akan energi fosil dan energi listrik untuk memasak dapat dikurangi.

15


16/28

!elain teknologi pemanfaatan diatas# energi surya juga dapat dimanfaatkan

dalam peralatan seperti Pompa air 7dengan !iklus =ankine dan fluida kerja

$sopentane8# Penyuling air 7 !olar "istilation/!till 8# Pendingin 7radiatif#

absorpsi# eaporasi# termoelektrik# kompressip# tipe jet8# !terilisator surya dan

Pembangkit listrik dengan menggunakan konsentrator dan fluida kerja dengan

titik didih rendah.

2.2.2 Tekn%l%g Energ #ur$a /%t%)%ltak

!alah satu cara penyediaan energi listrik alternatif yang siap untuk

diterapkan secara masal pada saat ini adalah menggunakan suatu sistem

teknologi yang diperkenalkan sebagai !istem )nergi !urya Iotooltaik

7!)!I8 atau secara umum dikenal sebagai Pembangkit (istrik Tenaga !urya

Iotooltaik 7P(T! Iotooltaik8. !ebutan !)!I merupakan istilah yang telah

dibakukan oleh pemerintah yang digunakan untuk mengidentifikasikan suatu

sistem pembangkit energi yang memanfaatkan energi matahari dan

menggunakan teknologi fotooltaik. "ibandingkan energi listrik konensional

pada umumnya# !)!I terkesan rumit# mahal dan sulit dioperasikan. Bamun dari

pengalaman lebih dari 15 tahun operasional di beberapa kaasan di $ndonesia#

!)!I merupakan suatu sistem yang mudah didalam pengoperasiannya# handal#

serta memerlukan biaya pemeliharaan dan operasi yang rendah menjadikan

!)!I mampu bersaing dengan teknologi konensional pada sebagian besar

kondisi ilayah $ndonesia yang terdiri atas pulau - pulau kecil yang tidak

terjangkau oleh jaringan P(B dan tergolong sebagai kaasan terpencil.

!elain itu !)!I merupakan suatu teknologi yang bersih dan tidak

mencemari lingkungan. 4eberapa kondisi yang sesuai untuk penggunaan !)!I

antara lain pada pemukiman desa terpencil# lokasi transmigrasi# perkebunan#

nelayan dan lain sebagainya# baik untuk penerangan rumah maupun untuk

fasilitas umum. kan tetapi sesuai dengan perkembangan jaman# pada saat ini di

negara-negara maju penerapan !)!I telah banyak digunakan untuk suplai

energi listrik di gedung-gedung dan perumahan di kota-kota besar.

Pada umumnya modul fotooltaik dipasarkan dengan kapasitas 50 'att-peak

1


17/28

7'p8 dan kelipatannya. Unit satuan 'att-peak adalah satuan daya 7'att8 yang

dapat dibangkitkan oleh modul fotooltaik dalam keadaan standar uji 7!tandard

Test @ondition - !T@8. )fisiensi pembangkitan energi listrik yang dihasilkan

modul fotooltaik pada skala komersial saat ini adalah sekitar 1& - 15 :.

A. #el #ur$a &an (%m0%nen Utaman$a

!el surya atau juga sering disebut fotooltaik adalah peralatan yang

mampu mengkonersi langsung cahaya matahari menjadi listrik. !el surya bisa

disebut sebagai pemeran utama untuk memaksimalkan potensi sangat besar energi

cahaya matahari yang sampai kebumi# alaupun selain dipergunakan untuk

menghasilkan listrik# energi dari matahari juga bisa dimaksimalkan energi

panasnya melalui sistem solar thermal. !el surya dapat dianalogikan sebagai

devicedengan dua terminal atau sambungan# dimana saat kondisi gelap atau tidak

cukup cahaya berfungsi seperti dioda# dan saat disinari dengan cahaya matahari

dapat menghasilkan tegangan. >etika disinari# umumnya satu sel surya komersial

menghasilkan tegangan dc sebesar 0#5 sampai 1 olt# dan arus short-circuit dalam

skala milliampere per cm2

. 4esar tegangan dan arus ini tidak cukup untuk

berbagai aplikasi# sehingga umumnya sejumlah sel surya disusun secara seri

membentuk modul surya. !atu modul surya biasanya terdiri dari 2,- sel surya#

dan total menghasilkan tegangan dc sebesar 12 ? dalam kondisi penyinaran

standar 7ir %ass 1.58. %odul surya tersebut bisa digabungkan secara paralel atau

seri untuk memperbesar total tegangan dan arus outputnya sesuai dengan daya

yang dibutuhkan untuk aplikasi tertentu.

1+


18/28

6ambar 2.2 %odul !urya 7!umber GThe Physics of !olar @ellG# 9enny Belson8

B. #truktur #el #ur$a

!esuai dengan perkembangan sains J teknologi# jenis-jenis teknologi sel

surya pun berkembang dengan berbagai inoasi. da yang disebut sel surya

generasi satu# dua# tiga dan empat# dengan struktur atau bagian-bagian penyusun

sel yang berbeda pula 79enis-jenis teknologi surya akan dibahas di tulisan F!el

!urya 9enis-jenis teknologiG8. "alam tulisan ini akan dibahas struktur dan cara

kerja dari sel surya yang umum berada dipasaran saat ini yaitu sel surya berbasis

material silikon yang juga secara umum mencakup struktur dan cara kerja sel

surya generasi pertama 7sel surya silikon8 dan kedua 7thin film/lapisan tipis8.

6ambar 2. !truktur dari !el !urya. 76ambarDo!tuff'orks8

1,
http://teknologisurya.files.wordpress.com/2011/10/solar-module-compilation.jpg


19/28

6ambar diatas menunjukan ilustrasi sel surya dan juga bagian-bagiannya. !ecara

umum terdiri dari

1. !ubstrat/"etal #ac$ing

!ubstrat adalah material yang menopang seluruh komponen sel surya.

%aterial substrat juga harus mempunyai konduktifitas listrik yang baik karena

juga berfungsi sebagai kontak terminal positif sel surya# sehinga umumnya

digunakan material metal atau logam seperti aluminium atau molybdenum. Untuk

sel surya dye-sensitiKed 7"!!@8 dan sel surya organik# substrat juga berfungsi

sebagai tempat masuknya cahaya sehingga material yang digunakan yaitu material

yang konduktif tapi juga transparan sepertii ndium tin oide 7$TL8 dan flourine

doped tin oide 7ITL8.

2. %aterial semikonduktor

%aterial semikonduktor merupakan bagian inti dari sel surya yang

biasanya mempunyai tebal sampai beberapa ratus mikrometer untuk sel surya

generasi pertama 7silikon8# dan 1- mikrometer untuk sel surya lapisan tipis.

%aterial semikonduktor inilah yang berfungsi menyerap cahaya dari sinar

matahari. Untuk kasus gambar diatas# semikonduktor yang digunakan adalah

material silikon# yang umum diaplikasikan di industri elektronik. !edangkan

untuk sel surya lapisan tipis# material semikonduktor yang umum digunakan dan

telah masuk pasaran yaitu contohnya material @u7$n#6a87!#!e82 7@$6!8# @dTe

7kadmium telluride8# dan amorphous silikon# disamping material-material

semikonduktor potensial lain yang dalam sedang dalam penelitian intensif

seperti @u2Mn!n7!#!e8& 7@MT!8 dan @u2L 7copper oide8.

4agian semikonduktor tersebut terdiri dari junction atau gabungan dari

dua material semikonduktor yaitu semikonduktor tipe-p 7material-material yang

disebutkan diatas8 dan tipe-n 7silikon tipe-n# @d!#dll8 yang membentuk p-n

junction. P-n junction ini menjadi kunci dari prinsip kerja sel surya. Pengertian

1*


20/28

semikonduktor tipe-p# tipe-n# dan juga prinsip p-n junction dan sel surya akan

dibahas dibagian Fcara kerja sel suryaG.

. >ontak metal / contact grid

!elain substrat sebagai kontak positif# diatas sebagian material

semikonduktor biasanya dilapiskan material metal atau material konduktif

transparan sebagai kontak negatif.

&.(apisan antireflektif

=efleksi cahaya harus diminimalisir agar mengoptimalkan cahaya yang

terserap oleh semikonduktor. Lleh karena itu biasanya sel surya dilapisi oleh

lapisan anti-refleksi. %aterial anti-refleksi ini adalah lapisan tipis material dengan

besar indeks refraktif optik antara semikonduktor dan udara yang menyebabkan

cahaya dibelokkan ke arah semikonduktor sehingga meminimumkan cahaya yang

dipantulkan kembali.

5.)nkapsulasi / coer glass

4agian ini berfungsi sebagai enkapsulasi untuk melindungi modul surya

dari hujan atau kotoran.

. ara (erja #el #ur$a

!el surya konensional bekerja menggunakan prinsip p-n junction# yaitu

junction antara semikonduktor tipe-p dan tipe-n. !emikonduktor ini terdiri dariikatan-ikatan atom yang dimana terdapat elektron sebagai penyusun dasar.

!emikonduktor tipe-n mempunyai kelebihan elektron 7muatan negatif8

sedangkan semikonduktor tipe-p mempunyai kelebihan hole 7muatan positif8

dalam struktur atomnya. >ondisi kelebihan elektron dan hole tersebut bisa terjadi

dengan mendoping material dengan atom dopant. !ebagai contoh untuk

mendapatkan material silikon tipe-p# silikon didoping oleh atom boron# sedangkan

20


21/28

untuk mendapatkan material silikon tipe-n# silikon didoping oleh atom fosfor.

$lustrasi dibaah menggambarkan junction semikonduktor tipe-p dan tipe-n.

6ambar 2.& 9unction antara semikonduktor tipe-p 7kelebihan hole8 dan tipe-n

7kelebihan elektron8. 7!umber eere.energy.go8

Peran dari p-n junction ini adalah untuk membentuk medan listrik

sehingga elektron 7dan hole8 bisa diekstrak oleh material kontak untuk

menghasilkan listrik. >etika semikonduktor tipe-p dan tipe-n terkontak# maka

kelebihan elektron akan bergerak dari semikonduktor tipe-n ke tipe-p sehingga

membentuk kutub positif pada semikonduktor tipe-n# dan sebaliknya kutub negatif

pada semikonduktor tipe-p. kibat dari aliran elektron dan hole ini maka

terbentuk medan listrik yang mana ketika cahaya matahari mengenai susunan p-n

junction ini maka akan mendorong elektron bergerak dari semikonduktor menuju

kontak negatif# yang selanjutnya dimanfaatkan sebagai listrik# dan sebaliknya hole

bergerak menuju kontak positif menunggu elektron datang# seperti diilustrasikan

pada gambar dibaah.

21
http://teknologisurya.files.wordpress.com/2011/10/pn-junction.jpg


22/28

6ambar 2.5 $lustrasi cara kerja sel surya dengan prinsip p-n junction. 76ambar

sun-nrg.org8

D. (%nse0 (erja #stem PLT#

Pembangkit listrik tenaga surya itu konsepnya sederhana. Aaitu mengubah

cahaya matahari menjadi energi listrik. @ahaya matahari merupakan salah satu

bentuk energi dari sumber daya alam. !umber daya alam matahari ini sudah

banyak digunakan untuk memasok daya listrik di satelit komunikasi melalui sel

surya. !el surya ini dapat menghasilkan energi listrik dalam jumlah yang tidak

terbatas langsung diambil dari matahari# tanpa ada bagian yang berputar dan tidak

memerlukan bahan bakar. !ehingga sistem sel surya sering dikatakan bersih dan

ramah lingkungan. 4adingkan dengan sebuah generator listrik# ada bagian yang

berputar dan memerlukan bahan bakar untuk dapat menghasilkan listrik. !uaranya

bising. !elain itu gas buang yang dihasilkan dapat menimbulkan efek gas rumah

kaca 7green house gas8 yang pengaruhnya dapat merusak ekosistem planet bumikita.

!istem sel surya yang digunakan di permukaan bumi terdiri dari panel sel

surya# rangkaian kontroler pengisian 7charge controller8#

dan aki 7batere8 12 olt yang maintenance free. !eperti yang telah dijelaskan

diatas# panel sel surya merupakan modul yang terdiri beberapa sel surya yang

digabung dalam hubungkan seri dan paralel tergantung ukuran dan kapasitas yang

diperlukan. Aang sering digunakan adalah modul sel surya 20 att atau 0 att.

22
http://teknologisurya.files.wordpress.com/2011/10/solar-cell-work.jpg


23/28

%odul sel surya itu menghasilkan energi listrik yang proporsional dengan luas

permukaan panel yang terkena sinar matahari. =angkaian kontroler pengisian aki

dalam sistemsel surya itu merupakan rangkaian elektronik yang mengatur proses

pengisian akinya. >ontroler ini dapat mengatur tegangan aki dalam selang

tegangan 12 olt plus minus 10 persen. 4ila tegangan turun sampai 10#, olt#

maka kontroler akan mengisi aki dengan panelsurya sebagai sumber dayanya.

Tentu saja proses pengisian itu akan terjadi bila berlangsung pada saat ada cahaya

matahari. 9ika penurunan tegangan itu terjadi pada malam hari# maka kontroler

akan memutus pemasokan energi listrik. !etelah proses pengisian itu berlangsung

selama beberapa jam# tegangan aki itu akan naik.

4ila tegangan aki itu mencapai 1#2 olt# maka kontroler akan

menghentikan proses pengisian aki itu. =angkaian kontroler pengisian itu

sebenarnya mudah untuk dirakit sendiri. Tapi# biasanya rangkaian kontroler ini

sudah tersedia dalam keadaan jadi di pasaran. %emang harga kontroler itu cukup

mahal kalau dibeli sebagai unit tersendiri. >ebanyakan sistem sel surya itu hanya

dijual dalam bentuk paket lengkap yang siap pakai.

9adi# sistem sel surya dalam bentuk paket lengkap itu jelas lebih murah

dibandingkan dengan bila merakit sendiri. 4iasanya panel surya itu letakkan

dengan posisi statis menghadap matahari. Padahal bumi itu bergerak mengelilingi

matahari. Lrbit yang ditempuh bumi berbentuk elip dengan matahari berada di

salah satu titik fokusnya. >arena matahari bergerak membentuk sudut selalu

berubah# maka dengan posisi panel surya itu yang statis itu tidak akan diperoleh

energi listrik yang optimal. gar dapat terserap secara maksimum# maka sinarmatahari itu harus diusahakan selalu jatuh tegak lurus pada permukaan panel

surya. 9adi# untuk mendapatkan energi listrik yang optimal# sistem sel surya itu

masih harus dilengkapi pula dengan rangkaian kontroler optional untuk mengatur

arah permukaan panel surya agar selalu menghadap matahari sedemikian rupa

sehingga sinar mahatari jatuh hampir tegak lurus pada panel suryanya. >ontroler

seperti ini dapat dibangun# misalnya# dengan menggunakan mikrokontroler ,01.

>ontroler ini tidak sederhana# karena terdiri dari bagian perangkat keras dan

2


24/28

bagian perangkat lunak. 4iasanya# paket sistem sel surya yang lengkap belum

termasuk kontroler untuk menggerakkan panel surya secara otomatis supaya sinar

matahari jatuh tegak lurus.

>omponen utama sistem surya fotooltaik adalah modul yang merupakan

unit rakitan beberapa sel surya fotooltaik. Untuk membuat modul fotooltaik

secara pabrikasi bisa menggunakan teknologi kristal dan thin film. %odul

fotooltaik kristal dapat dibuat dengan teknologi yang relatif sederhana#

sedangkan untuk membuat sel fotooltaik diperlukan teknologi tinggi.

%odul fotooltaik tersusun dari beberapa sel fotooltaik yang

dihubungkan secara seri dan paralel. 4iaya yang dikeluarkan untuk membuat

modul sel surya yaitu sebesar 0: dari biaya total. 9adi# jika modul sel surya itu

bisa diproduksi di dalam negeri berarti akan bisa menghemat biaya pembangunan

P(T!. Untuk itulah# modul pembuatan sel surya di $ndonesia tahap pertama

adalah membuat bingkai 7frame8# kemudian membuat laminasi dengan sel-sel

yang masih diimpor. 9ika permintaan pasar banyak maka pembuatan sel dilakukan

di dalam negeri. Dal ini karena teknologi pembuatan sel surya dengan bahan

silikon single dan poly cristal secara teoritis sudah dikuasai. "alam bidang

fotooltaik yang digunakan pada P(T!# $ndonesia ternyata telah meleati tahapan

penelitian dan pengembangan dan sekarang menuju tahapan pelaksanaan dan

instalasi

Teknologi ini cukup canggih dan keuntungannya adalah harganya murah#

bersih# mudah dipasang dan dioperasikan dan mudah diraat. !edangkan kendala

utama yang dihadapi dalam pengembangan energi surya fotooltaik adalah

inestasi aal yang besar dan harga per k'h listrik yang dibangkitkan relatif

tinggi# karena memerlukan subsistem yang terdiri atas baterai# unit pengatur dan

inerter sesuai dengan kebutuhannya.

4ahan sel surya sendiri terdiri kaca pelindung dan material adhesie

transparan yang melindungi bahan sel surya dari keadaan lingkungan# material

anti-refleksi untuk menyerap lebih banyak cahaya dan mengurangi jumlah cahaya

2&


25/28

yang dipantulkan# semikonduktor P-type dan B-type 7terbuat dari campuran

!ilikon8 untuk menghasilkan medan listrik# saluran aal dan saluran akhir 7tebuat

dari logam tipis8 untuk mengirim elektron ke perabot listrik. @ara kerja sel surya

sendiri sebenarnya identik dengan piranti semikonduktor dioda. >etika cahaya

bersentuhan dengan sel surya dan diserap oleh bahan semi-konduktor# terjadi

pelepasan elektron. pabila elektron tersebut bisa menempuh perjalanan menuju

bahan semi-konduktor pada lapisan yang berbeda# terjadi perubahan sigma gaya-

gaya pada bahan. 6aya tolakan antar bahan semi-konduktor# menyebabkan aliran

medan listrik. "an menyebabkan elektron dapat disalurkan ke saluran aal dan

akhir untuk digunakan pada perabot listrik.

25


26/28

BAB III

ENERI #URA DAN DAMPA(NA BAI LIN(UNAN

2


27/28

BAB I4

PENUTUP

!.1 (esm0ulan

)nergi surya merupakan energi alternatif yang memiliki potensi cukup

besar di $ndonesia. )nergi terbarukan ini telah dikembangkan dengan dua metode

yaitu energi surya fotooltaik yang secara umum dikenal sebagai Pembangkit

(istrik Tenaga !urya Iotooltaik 7P(T! Iotooltaik8 dan energi surya termal

yang mana pemanfaatannya di $ndonesia masih dilakukan secara tradisional#

seperti untuk mengeringkan hasil pertanian dan perikanan secara langsung.

Bamun pengembangan ini masih belum bisa dikatakan optimal karena energi

yang termanfaatkan hanya baru beberapa persen dari energi yang ada terlebih lagi

adanya kendala-kendala yang menyebabkan pemerintah kurang memperhatikan

potensi energi surya ini.

!.2 #aran

Untuk saat ini pengembangan energi surya di $ndonesia masih sangat

terbatas mengingat bergitu banyak kendala yang dihadapi pemerintah seperti

tingginya biaya modul surya yang merupakan komponen utama teknologi energi

surya fotooltaik# ketergantungan impor sel surya akibat belum adanya industri

pembuatan sel surya di $ndonesia serta minimnya pengetahuan masyarakat

mengenai pemeliharaan sel surya juga menyebabkan kinerja sel surya tidak

optimal dan sering mengalami kerusakan. Untuk itu penulis menyarankan agar

pemerintah memperhatikan aspek-aspek tersebut dengan mendirikan infrastruktur

dan sarana pengembangan energi surya di $ndoesia agar keinginan bangsa ini akan

pemenuhan energi surya dapat terealisasikan dengan cepat dan terarah.

2+


28/28

DA/TAR PU#TA(A

http//.greenradio.fm/technology/energy/solar-cell/# diakses 1,-0-201

http//dunia-listrik.blogspot.com/200,/11/# diakses 1*-0-201

http//.esdm.go.id/nes-archies/# diakses tanggal 1,-0-201

http//.litbang.esdm.go.id # diakses tanggal 1,-0-201

http//tenagasuryaku.com/2011/12/0/solar-sell/diakses tanggal 20-0-201

http//sentradaya.com/solar-cell/diakses tanggal 20-0-201

http//teknologisurya.ordpress.com/dasar-teknologi-sel-surya/prinsip-kerja-sel-

surya/diakses tanggal 20-0-201

http//.youtube.com/atch3N1gta2$@ar"

2,
http://www.greenradio.fm/technology/energy/solar-cell/1145-potensi-energi-surya-indonesia-melimpahhttp://dunia-listrik.blogspot.com/2008/11/,http://www.esdm.go.id/news-archives/,http://www.litbang.esdm.go.id/http://tenagasuryaku.com/2011/12/03/solar-sell/http://sentradaya.com/solar-cell/http://teknologisurya.wordpress.com/dasar-teknologi-sel-surya/prinsip-kerja-sel-surya/http://teknologisurya.wordpress.com/dasar-teknologi-sel-surya/prinsip-kerja-sel-surya/http://www.greenradio.fm/technology/energy/solar-cell/1145-potensi-energi-surya-indonesia-melimpahhttp://dunia-listrik.blogspot.com/2008/11/,http://www.esdm.go.id/news-archives/,http://www.litbang.esdm.go.id/http://tenagasuryaku.com/2011/12/03/solar-sell/http://sentradaya.com/solar-cell/http://teknologisurya.wordpress.com/dasar-teknologi-sel-surya/prinsip-kerja-sel-surya/http://teknologisurya.wordpress.com/dasar-teknologi-sel-surya/prinsip-kerja-sel-surya/

Documents

Makalah Energi Konvensional Fix