Photovoltaic: Pemanfaatan Cahaya Matahari Menjadi Energi Listrik

14 Feb 2024 Muhammad Iqbal Iskandar

Photovoltaic: Pemanfaatan Cahaya Matahari Menjadi Energi Listrik

Solar panel atau panel surya kini menjadi solusi bagi para pelaku industri dan pabrik untuk mengelola energi dengan lebih efisien dan ramah lingkungan. Teknologi ini dapat mengubah energi matahari menjadi energi listrik melalui proses yang disebut photovoltaic.

Proses photovoltaic atau fotovoltaik adalah kunci utama dari optimalisasi energi terbarukan, salah satunya adalah energi matahari. Lalu apa itu photovoltaic? Bagaimana cara kerjanya? Apa saja jenis dan kegunaannya untuk pelaku industri? Simak informasi selengkapnya di artikel berikut ini!

Apa yang Dimaksud dengan Photovoltaic?

Photovoltaic adalah proses perubahan atau konversi cahaya menjadi energi listrik. Proses ini dilakukan menggunakan bahan semikonduktor seperti silikon yang biasa dipakai di sebuah solar photovoltaic panel.

Sebuah sistem fotovoltaik (photovoltaic systems) umumnya menggunakan solar module atau photovoltaic module yang masing-masing terdiri dari beberapa sel surya. Panel PV dapat dipasang di tanah, di atap rumah, atau di tembok. Beberapa panel PV juga bisa menggunakan solar tracker untuk mengikuti posisi matahari.

Proses fotovoltaik dapat menghasilkan energi listrik dari elektron-elektron pada bahan semikonduktor yang terbebas akibat paparan cahaya atau sinar matahari. Panel PV dapat digunakan untuk menyalakan berbagai alat mulai dari barang elektronik kecil, lampu jalanan, peralatan rumah tangga, hingga bisnis atau industri skala besar.

Bagaimana Cara Kerja Photovoltaic?

Proses fotovoltaik bekerja menggunakan bahan semikonduktor untuk menghasilkan efek fotoelektrik. Sinar matahari terdiri dari photon atau disebut juga partikel energi matahari. Photon memiliki jumlah energi yang bervariasi sesuai dengan gelombang spektrum matahari yang berbeda-beda.

Ketika sel PV terpapar oleh photon, sel PV dapat memantulkan atau menyerap photon karena bahan semikonduktornya. Photon yang diserap oleh sel surya menyebabkan pergerakan elektron yang membawa muatan negatif.

Pergerakan elektron ini membuat muatan listrik antara bagian depan dan belakang sel menjadi tidak seimbang. Ketidakseimbangan ini kemudian menciptakan potensi tegangan terminal positif dan negatif seperti baterai. Konduktor listrik pada sel menyerap elektron tersebut dan dihubungkan ke dalam sirkuit listrik atau disimpan ke dalam baterai surya.

Arus listrik yang dihasilkan dari sel PV adalah arus DC (direct current). Arus listrik DC hanya dapat digunakan untuk mengisi daya baterai untuk perangkat yang menggunakan arus DC. Namun, hampir semua barang elektronik dan listrik menggunakan arus listrik AC (alternating current). Oleh karena itu, perlu perangkat inverter yang berfungsi untuk mengubah arus listrik DC dari solar panel menjadi arus listrik AC.

Sel Fotovoltaik Terbuat dari Apa?

Cahaya matahari atau photon yang terkena sel surya akan dipantulkan, melewati, atau diserap ke dalam sel fotovoltaik. Sel PV atau sel fotovoltaik terbuat dari bahan semikonduktor. Bahan semikonduktor sendiri adalah bahan yang dapat menghantarkan listrik lebih baik dari isolator tapi tidak lebih baik dari konduktor seperti logam.

Bahan semikonduktor yang paling umum digunakan untuk membuat sel surya adalah silikon. Sebagian besar dari modul solar panel yang dijual saat ini terbuat dari bahan silikon. Selain itu, bahan silikon cukup melimpah dan mudah didapatkan. Silikon juga umum digunakan untuk pembuatan chip komputer.

Struktur dasar sel fotovoltaik berisi beberapa komponen. Komponen pertama adalah substrat atau metal backing yang menjadi dasar dari sel PV. Kemudian bahan silikon semikonduktor yang menjadi bagian utama dari sel PV.

Silikon dalam sel PV terbuat dari atom silikon yang dihubungkan satu sama lain hingga membentuk kisi-kisi kristal. Kisi tersebut distruktur secara terorganisasi agar proses photovoltaic menjadi lebih efisien.

Setelah itu kontak metal atau contact grid dipasang untuk menghubungkan bahan silikon dengan lapisan anti reflektif yang berfungsi untuk mengurangi pantulan cahaya. Kemudian sel PV ditutup dengan cover glass untuk melindungi sel dari pengaruh eksternal.

Apa Saja Jenis Panel Photovoltaic?

Panel surya banyak digunakan untuk berbagai keperluan mulai dari barang elektronik kecil, peralatan rumah tangga, hingga industri skala besar. Untuk panel photovoltaic yang biasa digunakan untuk keperluan rumah tangga dan industri, terdapat 2 jenis berdasarkan tipe silikon kristal yang digunakan. Berikut ini adalah penjelasannya:

Panel Monocrystalline

Panel PV monocrystalline adalah jenis panel surya yang terbuat dari silikon kristal tunggal (single-crystal silicone). Jenis ini adalah jenis sel fotovoltaik yang paling murni. Sel PV jenis ini umumnya memiliki warna yang lebih gelap.

Bahan silikon tunggal yang lebih murni ini memungkinkan ruang lebih untuk elektron bisa bergerak. Hal ini membuat jenis PV monocrystalline menjadi jenis solar panel yang paling efisien. Namun, pembuatan panel ini umumnya memerlukan biaya yang lebih mahal.

Panel Multicrystalline

Jenis panel PV multicrystalline adalah panel surya silikon yang terbuat dari beberapa kristal yang saling dihubungkan. Hal ini biasa dilakukan dengan melelehkan beberapa silikon mentah yang umumnya menghasilkan warna biru.

Panel PV multicrystalline memiliki tingkat efisiensi yang lebih rendah dari jenis monocrystalline, namun di sisi lain panel jenis ini lebih cepat dan lebih murah untuk diproduksi.

Apa Saja Kegunaan Fotovoltaik?

Teknologi solar panel yang menggunakan proses fotovoltaik terbukti memiliki banyak kegunaan dan manfaat, baik dalam skala kecil maupun skala besar. Berikut ini adalah beberapa kegunaan dan manfaat dari panel photovoltaic:

Menghemat Biaya Listrik

Penggunaan panel PV dapat menghemat biaya listrik secara signifikan. Hal ini karena panel PV mengolah sumber energi dari cahaya matahari yang gratis. Selain itu, penggunaan panel PV juga dapat mengurangi ketergantungan pada listrik dari jaringan umum, sehingga akan menghemat biaya terutama dalam jangka panjang.

Mengurangi Jejak Karbon

Panel fotovoltaik dapat menghasilkan energi listrik dari sumber energi cahaya matahari yang ramah lingkungan. Hal ini berarti listrik yang dihasilkan dari solar panel tidak menghasilkan emisi gas rumah kaca yang bisa berdampak buruk terhadap lingkungan.

Pemanfaatan Energi Terbarukan

Panel fotovoltaik menggunakan sumber energi terbarukan yaitu cahaya matahari. Ketersediaan pembangkit listrik dari energi fosil yang terbatas dan tidak ramah lingkungan membuat pemanfaatan energi terbarukan harus mulai diterapkan.

Beralih ke Teknologi Ramah Lingkungan:  Panel Photovoltaic dari Phintraco Technology

Pemanfaatan energi terbarukan yang efisien dan ramah lingkungan adalah masa depan untuk pelaku industri di berbagai sektor. Wujudkan bisnis yang berkelanjutan  dengan penggunaan panel photovoltaic.

Phintraco Technology adalah anak perusahaan dari Phintraco Group yang telah teruji dan berpengalaman dalam menyediakan solusi teknologi terbaik, salah satunya adalah solar panel atau panel photovoltaic.

Hubungi marketing@phintraco.com untuk informasi lebih lanjut tentang solusi solar panel dari Phintraco Technology!

Editor: Cardila Ladini