Seiring penggunaan listrik yang mengalami jumlah peningkatan, beban besar sumber listrik dalam memenuhi kebutuhan manusia juga semakin bertambah. Penemuan energi baru terbarukan mulai dilakukan di Indonesia, salah satunya penggunaan panel surya atau solar panel. Di kota-kota besar Indonesia penggunaan panel surya dipakai untuk berbagai jenis kebutuhan.
Panel surya merupakan sebuah kumpulan sel surya yang ditata agar efektif dalam menyerap sinar matahari. Sel surya bertugas menyerap sinar matahari terdiri dari berbagai komponen photovoltaic atau komponen yang bisa mengubah cahaya menjadi listrik. Pada umumnya, panel surya terdiri dari beberapa lapisan silikon yang bersifat semikonduktor, metal, anti reflektif dan strip konduktor.
Dalam project Omar selaku siswa Grade 6 Sampoerna Academy L’avenue ingin memecahkan persoalan terkait bagaimana sumber energi bersih paling handal, terjangkau, efisien dan efektif berada dalam bentuk panel surya. Berdasar terbatasnya bahan bakar fosil sebagai sumber energi terbatas yang telah mencapai batas puncaknya, seperti batu bara, minyak bumi dan gas alam.
Pengertian Solar Panel atau Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)
Solar panel adalah konversi dari cahaya matahari menjadi listrik, baik secara langsung menggunakan photovoltaic dan tidak secara langsung menggunakan tenaga surya yang terkonsentrasi hingga menghasilkan tenaga listrik. Penggunaan panel surya bisa dilakukan di dalam rumah pribadi maupun perusahaan dan industri-industri besar lain.
Penggunaan solar panel sebagai sistem tenaga surya yang lebih terjangkau dan efisien, terutama ketika digunakan untuk mengambil keuntungan dari manfaat ekonomi dan lingkungan. Solar panel merupakan alat yang memanfaatkan sumber energi matahari, tidak hanya dipakai di rumah-rumah biasa tetapi juga daerah terpencil, sekolah hingga peralatan komunikasi serta pompa air.
Pembangkit listrik tenaga surya (PLTS) adalah sistem yang bisa dipakai dalam mengubah energi matahari menjadi energi listrik dengan memakai prinsip yang disebut efek photovoltaic. Adanya energi listrik yang dihasilkan nantinya disimpan ke dalam sebuah baterai, lalu dipakai dalam mengoperasikan perangkat elektronik sesuai dengan kebutuhan listrik.
Pemanfaatan sistem pembangkit listrik tenaga surya dapat menjadi solusi dalam memenuhi kebutuhan dan mengatasi ancaman krisis listrik. Suatu sistem pembangkit yang memakai panel surta atau dikenal dengan solar panel yang diubah menjadi bentuk sumber energi yang ramah lingkungan dan sangat efektif dipakai.
Cara Kerja Solar Panel
Banyaknya sel surya yang disusun menjadi panel surya akan berbanding lurus dengan energi yang dihasilkan. Artinya semakin banyak sel surya yang digunakan, maka akan semakin banyak pula energi matahari yang mampu dikonversi menjadi energi listrik. Beberapa jenis sel surya yang bisa ditemukan seperti Monocrystalline, Silicon PV Module dan Polycrystalline Silicon PV Module.
Selain itu juga ada Amorphous Silicon PV Module serta Hybrid Silicon PV Module, sementara cara kerja panel surya dimulai dari sel surya yang memiliki partikel disebut dengan Foton. Foton adalah partikel sinar matahari yang sangat kecil, saat foton menghantam atom semikonduktor sel surya lalu menimbulkan energi besar yang memisahkan elektron dari struktur atomnya.
Elektron yang terpisah dan memiliki muatan negatif bisa bebas bergerak di daerah pita konduksi lewat material semikonduktor. Lalu akan membuat atom kehilangan elektron pada strukturnya dan dinamakan dengan hole bermuatan positif. Area semi konduktor dengan elektron bebas yang sifatnya negatif, bertindak sebagai donor elektron disebut semikonduktor tipe N.
Sementara daerah semikonduktor hole sebagai penerima elektron disebut semikonduktor tipe Pdi, persimpangan positif dan negatif yang menimbulkan energi untuk bisa mendorong elektron dan hole bergerak ke arah berlawanan. Elektron bergerak menjauh daerah negatif dan hole menjauhi daerah positif, saat diberi beban berupa lampu atau perangkat listrik lain maka akan muncul arus listrik.
Sederhananya prinsip panel surya adalah dengan menyerap cahaya, sehingga memunculkan pergerakan antara elektron di sisi positif dan negatif. Karena adanya pergerakan tersebut, munculah arus listrik hingga bisa dipakai sebagai energi terhadap alat-alat elektronik. Begitulah prinsip kerja dari panel surya yang memanfaatkan sinar matahari.
Manfaat Menggunakan Teknologi Solar Panel
Menghemat Dana
Penggunaan listrik disesuaikan dengan kebutuhan, jika kebutuhan bertambah banyak konsumsi listrik pun mengikutinya. Kondisi ini berdampak pada kondisi perekonomian karena harus menyiapkan dana besar untuk membayar listrik. Penggunaan solar panel rumah bisa mengurangi tagihan listrik bahkan sampai 50 persen banyaknya.
Ramah Lingkungan
Penggunaan pembangkit listrik tenaga surya juga berperan dalam menjaga kelestarian alam, hal ini karena energi surya merupakan sumber energi yang ramah lingkungan dan akan terus tersedia di alam ini sehingga penggunaannya pun tidak akan berdampak fatal pada lingkungan apalagi merusaknya.
Mudah Diterapkan
Indonesia termasuk negara tropis dengan sinar matahari yang muncul sepanjang tahun, kondisi yang memungkinkan dan sangat cocok untuk menerapkan solar panel. Sistem panel solar bisa diterapkan di setiap rumah di Indonesia dan menjadi alat pembangkit listrik mandiri bagi masyarakat.
Kelebihan dan Kekurangan Solar Panel
Kelebihan Solar Panel
Sumber Energi Terbarukan
Kelebihan panel surya yang pertama adalah sumber energi terbarukan yang sumbernya berasal dari matahari. Cara kerja alat ini adalah membiarkan foton atau juga disebut partikel cahaya menjatuhkan elektron bebas dari atom hingga membuat adanya aliran listrik.
Mengurangi Tagihan
Konsumsi listrik berdampak pada tagihan, meskipun hanya untuk kebutuhan rumah dan dengan menggunakan panel surya tagihan listrik bisa berkurang secara signifikan bahkan bisa menggantikan ketergantungan terhadap listrik konvensional.
Pemakaian yang Beragam
Energi dimanfaatkan untuk berbagai tujuan, panel surya bisa diaplikasikan terhadap hunian yang mampu sepenuhnya terjangkau listrik. Manfaat panel surya juga bisa menyuling air di daerah dengan persediaan air bersih yang terbatas dan kelebihan lain bisa dipakai saat mati listrik terjadi.
Biaya Pemeliharaan Rendah
Biaya pemeliharaan rendah, hampir tidak ada perawatan karena panel surya bisa bertahan lebih dari 30 tahun. Meski begitu pemilik hanya merawat agar bersih dan mengganti inverter atau kabel jika hal tersebut dibutuhkan.
Ramah Lingkungan
Kelebihan selanjutnya panel surya adalah ramah lingkungan, tenaga surya bebas polusi serta tidak menyebabkan emisi gas rumah kaca setelah dilakukan pemasangan. Energi yang muncul dari panel surya bersih, terbarukan dan nol emisi. Selain itu energi matahari tidak berkontribusi terhadap gas rumah kaca atau bahan bakar fosil seperti minyak dan batu bara.
Kekurangan Solar Panel
Biaya Awal Mahal
Dalam penerapan panel surya, dibutuhkan biaya yang cukup mahal dan terbilang mahal ketika awal pemasangan dan pembelian yang tergolong mahal. Panel surya juga mencakup inverter, baterai, kabel dan pemasangannya membutuhkan dana yang tidak sedikit pada awal pemakaian.
Tergantung Cuaca
Pemakaian panel surya tergantung dari cuaca, karena alat ini bergantung pada sinar matahari guna mengumpulkan energi secara efektif. Namun ada solusinya, yakni penggunaan baterai berkapasitas besar untuk menampung daya saat cuaca tidak mendukung menampung sinar matahari.
Butuh Banyak Ruang
Pemasangan panel surya di rumah membutuhkan banyak ruang, mengingat hal ini efisiensinya belum 100 persen. Semakin banyak listrik yang dihasilkan hingga semakin banyak panel surya yang diperlukan, panel surya membutuhkan banyak ruang di bagian atap rumah dalam menampung jumlah yang diinginkan.
Belum Maksimal
Sebagian besar panel surya di rumah penduduk hanya mengubah sebanyak 14 persen dari energi yang tersedia menjadi listrik. Selain itu panel surya yang paling efisien saat ini hanya mengubah 22 persen energi yang tersedia menjadi sebuah tenaga.
Hasil Project Omar Terkait Solar Panels Beserta Penjelasannya
Project STEAM Omar, siswa Sampoerna Academy L’Avenue Grade 6 terkait bagaimana panel surya atau solar panel dapat menjadi sumber energi bersih yang terjangkau, efisien dan efektif. Berdasar pada terbatasnya bahan bakar fosil seperti batu bara, minyak dan gas bumi yang sudah mencapai puncaknya yang memancarkan gas rumah kaca hingga menyebabkan pemanasan global.
Dalam project Solar Panels, Omar menggunakan beberapa material atau bahan seperti mini solar panel 6 volts, kabel positif (merah), kabel negatif (hitam), baterai isi ulang 3,7 volts dikosongkan hingga 0,0005 volts, voltmeter, tape, diode, soldier, USB, wadah plastik dengan penutup dan resistor jika dibutuhkan, selanjutnya lakukan beberapa langkah sesuai petunjuk berikut ini.
- Hubungkan kabel merah ke port + di panel surya dengan
- Hubungkan ujung kabel merah lainnya dengan selotip ke + port pada USB menggunakan solder.
- Hubungkan kabel hitam ke -port di panel surya menggunakan solder
- Hubungkan ujung kabel hitam lainnya dengan selotip ke -port pada USB menggunakan solder.
- Buat 2 lubang pada penutup kotak plastik menggunakan solder
- Tempelkan panel surya pada penutup kotak plastik dan masukkan kedua kabel melalui kedua lubang.
- Hubungkan kabel merah ke port + di USB menggunakan solder.
- Hubungkan kabel merah ke port + di baterai menggunakan selotip.
- Hubungkan kabel hitam ke -port di USB menggunakan solder.
Hasil percobaan Omar berhasil dan menunjukkan bagaimana solar panel mini buatannya bekerja dengan baik serta mampu menghasilkan energi listrik yang membuat adanya cahaya. Percobaan ini termasuk dalam Project Based Learning (PBL), sebuah pendekatan instruksional konstruktivis yang diterapkan Sampoerna Academy terhadap para siswa.
Di mana siswa akan terlibat dalam penyelesaian masalah sesuai dengan minat dan ketertarikan mereka, disertai kolaborasi dan pembelajaran personal. Sistem ini merupakan bagian dari keahlian STEAM (Science, Technology, Engineering, Arts and Math) Sampoerna Academy. Keahlian yang dipakai mempersiapkan alumni terhadap karier di masa depan.
Keahlian STEAM sangat penting untuk memenuhi kebutuhan tenaga kerja nasional dan global yang memang membutuhkan persyaratan keterampilan tinggi. Tertarik dengan metode pembelajaran PBL dan STEAM? Segera bergabung Sampoerna Academy. Segala informasi mengenai Sampoerna Academy bisa diakses lewat tautan di akhir artikel ini termasuk form pendaftaran siswa.
Untuk informasi lebih lanjut terkait pendaftaran, kurikulum, kunjungan, dan informasi seputar Sampoerna Academy silakan mengisi data di bawah ini.
[formidable id=7]
