Mengenal Prinsip Kerja Panel Surya Dalam Pemanfaatan Energi Matahari

Energi merupakan salah satu kebutuhan yang sangat utama saat ini, dimana energi mengambil peranan sangat penting dalam menunjang kelangsungan hidup manusia. Salah satu sumber energi yang sangat potensial yaitu berasal dari matahari atau sering disebut energi surya. Dikutip dari us.sunpower.com, energi surya merupakan sumber energi dengan potensi yang paling besar di bumi. Dimana sekitar 173.000 Terawatt potensi enegi yang tersedia pada waktu tertentu atau setidaknya 10.000 kali kebutuhan total energi dunia.

Selain itu, matahari merupakan reaktor alami yang melepaskan paket kecil energi foton, dimana foton tersebut menempuh jarak 93 juta mil ke bumi dalam waktu sekitar 8,5 menit. Sehingga dalam tiap jamnya cukup banyak foton yang diterima oleh bumi yang dapat dimanfaatkan sebagai potensi energi yang sangat besar.

Dengan memanfaatkan potensi energi surya yang sangat melimpah tersebut, diharapkan dapat mengurangi ketergantungan penggunaan energi fosil yang terbatas dan tidak ramah lingkungan. Salah satu pemanfaatan energi surya yang sudah cukup banyak digunakan yaitu dengan menggunakan perangkat panel surya.

Apa Itu panel surya ?

Panel surya merupakan teknologi yang sudah banyak digunakan untuk pemnfaatan energi matahari sebagai sumber energi terbarukan dan ramah lingkungan. Bahkan di beberapa negara atau tempat sudah menjadikan energi surya menjadi sumber energi utama penopang kebutuhan energi.

Rangkaian Panel Surya

Panel surya adalah perangkat yang digunakan untuk mengubah energi surya menjadi energi listrik yang bekerja berdasarkan prinsip Photovoltaic, dimana panel surya memungkinkan partikel cahaya atau foton untuk menjatuhkan elektron yang bebas dari atom, hingga menghasilkan arus listrik.

Secara konstruksi, Panel surya terdiri dari banyak unit kecil yang disebut dengan sel surya (Photovoltaic cell). Unit sel surya tersebut dirangkai dan dihubungkan bersamaan menjadi perangkat panel surya. Setiap sel photovoltaic pada panel surya terdiri dari lapisan bahan semi-konduktor dengan dua lapisan yaitu positif dan negatif, umumnya menggunakan bahan silikon sebagai semikonduktor.

Bagaimana Prinsip Kerja Panel Surya ?

Untuk melakukan kerja, sel photovoltaic perlu membentuk medan listrik. Serupa dengan medan magnet yang terjadi akibat kutub yang berlawanan, pada medan listrik terjadi ketika muatan yang berlawan dipisahkan. Untuk mendapatkan medan listrik, bahan semikonduktor silikon di tambahkan (dope) dengan bahan lain untuk memberikan muatan listrik positif dan negatif pada masing-masing lapisan semikonduktor.

Secara khusus lapisan pada lapisan semikonduktor dipadukan dengan fosfor pada lapisan atas silikon untuk menambahkan lebih banyak elektron dengan muatan negatif pada lapisan semikonduktor tersebut. Sementara itu pada lapisan bawah dipadukan dengan boron untuk menghasilkan lebih sedikit elektron dengan muatan positif pada lapisan konduktor. Penambahan unsur pada bahan semikonduktor tersebut untuk menghasilkan medan listrik pada persimpangan antara lapisan silikon.

Prinsip kerja panel surya

Ketika sel surya menerima pancaran sinar matahari, maka foton yang dipancarkan akan membuat elektron terbebas dari atom sehingga medan listrik akan mendorong elektron keluar dari bahan semikonduktor. Kemudian pelat konduktif logam yang terpasang pada sisi sel surya akan mengakumulasi dan mengalirkan elektron menuju output keluaran berupa arus listrik yang kemudian dapat disimpan atau digunakan sebagai sumber energi listrik DC. 

Proses kerja panel surya terjadi pada masing-masing unit sel surya, dimana beberapa sel surya membentuk panel surya, dan beberapa panel surya dapat dihubungkan satu sama lain untuk membentuk susunan panel surya. Semakin banyak panel surya yang digunakan, maka akan mencakup cukup banyak foton yang mampu diterima sehingga akan berbanding lurus dengan jumlah energi yang dihasilkan.

Referensi :

[1] https://economictimes.indiatimes.com/

[2] https://www.livescience.com/

[3] https://us.sunpower.com/

[4] https://www.energy.gov/

Share :