SEKILAS TENTANG PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA
SURYA
Sumber daya alam alternatif terbesar untuk
pembangkit listrik yang disediakan oleh Tuhan pencipta alam semesta ini adalah
cahaya matahari. Cahaya matahari ini di Indonesia tersedia dari jam 6 pagi
sampai dengan jam 6 sore. Cahaya matahari tidak perlu kita beli atau kita bayar
dan tersedia dalam jumlah yang tidak terbatas. Cahaya matahari dapat dirubah
menjadi energi listrik, yang lazim disebut PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA
(PLTS).
Pembangkit Listrik Tenaga Surya ini sangat
berguna didaerah yang tidak terjangkau oleh jaringan listrik PLN dan keadaan
darurat dimana suplai listrik dari PLN terhenti.
Permasalahan mendasar dalam membangun PLTS ini untuk kebutuhan rumah tangga ini membutuhkan biaya yang cukup besar. Biaya yang cukup besar ini hanya dikeluarkan pada saat membangun PLTS sedangkan umur PLTS ini bisa mecapai 20 tahun (hitunglah berapa biaya listrik yang harus anda bayar ke PLN setiap bulannya bandingkan dengan biaya yang harus dikeluarkan untuk membangun PLTS). Dalam artikel berikutnya akan kami bahas biaya instalasi PLTS sederhana.
Apa saja yang dibutuhkan untuk membangun Pembangkit
Listrik Tenaga Surya (PLTS) sederhana? :
·
Panel Sel Surya (Solar cell).
·
Rangkaian kontroler pengisian (charge
controller).
·
Baterai (aki) 12 volt yang maintenance
free.
·
Inverter DC ke AC
|
CONTOH INSTALASI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA
|
1. PANEL
SEL SURYA (SOLAR CELL)
Panel
surya / solar cell menghasilkan energi listrik dengan mengkonversikan energi
cahaya matahari menjadi listrik. Sel silikon (disebut juga solar cell) yang
disinari matahari, membuat photon yang menghasilkan arus listrik. Sebuah sebuah
solar cell menghasilkan arus listrik searah (DC) dengan tegangan kurang lebih
0.5 Volt.
Panel
sel surya merupakan modul yang terdiri beberapa sel surya yang digabung dalam
hubungan seri dan paralel tergantung ukuran dan kapasitas yang diperlukan.
Modul sel surya itu menghasilkan energi listrik yang proporsional dengan luas
permukaan panel yang terkena sinar matahari. Jadi sebuah panel surya /
solar cell 12 Volt terdiri dari kurang lebih 36 sel (untuk menghasilkan 17 Volt
tegangan maksimum).
Kebanyakan
pemasangan panel surya diletakkan dengan posisi statis menghadap matahari,
seperti diatap rumah atau menggunakan tiang yang berdiri sendiri, ditempat yang
tidak terdapat penghalang sinar matahari. Padahal bumi itu bergerak
mengelilingi matahari. Orbit yang ditempuh bumi berbentuk elips dengan matahari
berada di salah satu titik fokusnya. Karena matahari bergerak membentuk sudut
selalu berubah, maka dengan posisi panel surya itu yang statis itu tidak akan
diperoleh energi listrik yang optimal. Agar dapat terserap secara maksimum,
maka sinar matahari itu harus diusahakan selalu jatuh tegak lurus pada
permukaan panel surya. Jadi, untuk mendapatkan energi listrik yang optimal,
sistem sel surya itu masih harus dilengkapi 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,
kontroler ini cukup mahal sehingga jarang dipergunakan.
Dipasaran tersedia berbagai merek panel surya dengan kapasitas 10 watt, 20 watt, 50 watt, 100 watt, 150 watt. Dan harganya bervariasi misalnya panel 50 watt harga berkisar 1 juta s.d 1,5 juta. Saat ini banyak juga beredar dipasaran panel made in china, panel buatan china ini cukup baik kualitasnya (untuk diketahui perusahaan besar pembuat panel surya untuk solar cell diproduksi oleh pabrikan di china). Umur pakai panel surya berkisar 20 tahun dan bebas perawatan.
2. CHARGE
CONTROLLER
Rangkaian
kontroler pengisian (charge controller) merupakan rangkaian elektronik yang
melakukan pengaturan pengisian aki (baterai). Aki (baterai) seperti aki mobil
tegangannya adalah 12 volt, tegangan yang berlebih pada saat pengisian aki akan
menyebabkan kerusakan pada aki. Kontroler ini berfungsi mengatur tegangan aki
dalam 12 volt (+/- 10%), apabila tegangan turun menjadi 10,8 volt maka
kontroler akan mengisi aki dengan panel surya sebagai sumber dayanya,
sebaliknya apabila tegangan aki pada proses pengisian telah lebih 13,2 volt
maka kontroler akan menghentikan pengisian aki.
Dipasaran tersedia charge controller 10 Amp, 15 Amp, 20 Amp, 30 Amp, 50 Amp.
3. AKI
(BATERAI)
Aki
(baterai) adalah alat penyimpan tenaga listrik arus searah ( DC ). Ada beberapa
jenis aki yang beredar di pasaran yaitu :
- Aki Basah/konvensional.
- Aki Hybrid.
- Aki MF (Maintance Free)
Aki
basah/konvensional, masih menggunakan asam sulfat ( H2SO4 ) dalam bentuk
cair. Sedangkan aki MF sering disebut juga aki kering karena asam
sulfatnya sudah dalam bentuk gel.
Ada
beberapa pertimbangan dalam memilih aki :
- Tata letak, apakah posisi tegak, miring
atau terbalik. Bila pertimbangannya untuk segala posisi maka aki
kering adalah pilihan utama karena cairan air aki tidak akan tumpah.
- Voltase / tegangan, di pasaran yang mudah
ditemui adalah yang bertegangan 6V, 12V dan 24V. Untuk penggunaan
pembangkit listrik tenaga surya mempergunakan tegangan 12 volt.
- Kapasitas aki adalah dalam satuan Ah (
Ampere hour ), yang menyatakan kekuatan aki, seberapa lama aki tersebut dapat
bertahan mensuplai arus dengan beban tertentu.
- Pemakaian dari aki itu sendiri apakah
untuk kebutuhan rutin yang sering dipakai ataukah cuma sebagai back-up
saja. Aki basah, tegangan dan kapasitasnya akan menurun bila
disimpan lama tanpa recharge, sedangkan aki kering relatif stabil bila di
simpan untuk jangka waktu lama tanpa recharge.
- Harga aki kering karena mempunyai banyak
keunggulan harganya lebih mahal daripada aki basah.
4. INVERTER DC TO AC
Inverter adalah
rangkaian perangkat elektrik yang digunakan untuk Mengubah arus listrik searah
(DC) menjadi arus listrik bolak balik (AC). Inverter mengkonversi arus
listrik searah (DC) dari perangkat seperti baterai, panel surya menjadi
arus listrik dua arah (AC). Penggunaan inverter dalam Pembangkit listrik
tenaga surya adalah untuk perangkat yang menggunakan arus listrik dua arah (AC)
seperti TV, komputer, lampu penerangan dll.
Beberapa hal yang perlu
dipertimbangkan dalam pemilihan inverter :
- Kapasitas beban dalam Watt, usahakan
memilih inverter yang watt-nya mendekati beban yang hendak kita gunakan agar
effisiensi kerjanya maksimal. Dipasaran tersedia berbagai merek dengan beban 500 watt, 1000 watt, 2000 watt.
- Input DC 12 Volt atau 24 Volt.
- Sinewave ataupun square wave output
AC. True sine wave inverter diperlukan terutama untuk beban-beban yang
masih menggunakan motor agar bekerja lebih mudah, lancar dan tidak cepat
panas. Oleh karena itu dari sisi harga maka inverter true sine
wave yang paling mahal karena inverter jenis ini yang paling mendekati
bentuk gelombang asli dari jaringan listrik PLN. Sedangkan pada square
wave inverter, beban listrik yang menggunakan kumparan / motor tidak dapat
bekerja sama sekali. Dalam perkembangannya di pasaran juga beredar
modified sine wave inverter yang merupakan kombinasi antara square wave dan
sine wave. Perangkat yang menggunakan kumparan masih bisa beroperasi
dengan modified sine wave inverter, hanya saja kurang maksimal.Selain itu
dikenal juga istilah Grid Tie inverter yang merupakan special inverter yang
biasanya digunakan dalam sistem energi listrik terbarukan, yang mengubah arus
listrik DC menjadi AC yang kemudian diumpankan ke jaringan listrik yang sudah
ada. Grid Tie Inverter juga dikenal sebagai synchronous inverter dan
perangkat ini tidak dapat berdiri sendiri, apalagi bila jaringan tenaga
listriknya tidak tersedia.
- Rugi/loss yang terjadi pada inverter biasanya berupa dissipasi daya
dalam bentuk panas. Effisiensi tertinggi dipegang oleh grid tie inverter
yang diclaim bisa mencapai 95-97% bila beban outputnya hampir mendekati rated
bebannya. Sedangkan pada umumnya effisiensi inverter adalah berkisar
50-90% tergantung dari beban outputnya. Bila beban outputnya semakin
mendekati beban kerja inverter yang tertera maka effisiensinya semakin besar,
demikian pula sebaliknya. Modified sine wave inverter ataupun square wave
inverter bila dipaksakan untuk beban-beban induktif maka effisiensinya akan
jauh berkurang dibandingkan dengan true sine wave inverter. Perangkatnya
akan menyedot daya 20% lebih besar dari yang seharusnya.
Semoga bermanfaat.