Sel surya iku piranti non-mekanik sing nggunakake semikonduktor kanggo ngowahi sinar srengenge dadi listrik kanthi langsung liwat efek fotovoltaik. Sacara intuitif, wong bisa uga mikir yen sel surya bisa urip kanthi apik ing sangisore sinar srengenge sing kuat, nanging apa pancen mangkono?
Manungsa wis suwe nggunakake energi surya, kanthi telung cara utama kanggo ngowahi: konversi fotovoltaik, konversi fototermal, lan konversi fotokimia. Pembangkit listrik fotovoltaik (PV), sing ngowahi sinar srengenge dadi listrik, minangka salah sawijining panggunaan energi surya sing paling efisien.
Efek fotovoltaik pisanan diamati ing taun 1839 dening ilmuwan Prancis Edmond Becquerel, lan iki nuduhake generasi potensial listrik nalika cahya nabrak semikonduktor. Mengko, Einstein nerangake efek iki nggunakake teori kuantum cahya, sing ndadekake dheweke menang Hadiah Nobel Fisika taun 1921.
Ora kaya efek fotolistrik, sing kedadeyan nalika cahya nabrak konduktor tunggal, efek fotovoltaik kedadeyan ing wates antarane rong pelat semikonduktor. Nalika disambungake nganggo kabel, wates iki nggawe medan listrik, sing ngidini arus mili.
Dadi, kepiye carane sel surya ngowahi sinar srengenge dadi listrik? Sinar srengenge minangka spektrum radiasi elektromagnetik sing amba. Nalika nabrak sel surya, radiasi kasebut bisa dipantulake, diserep, utawa diliwati. Mung radiasi sing diserep sing diowahi dadi energi listrik.
Kanggo semikonduktor berbasis silikon, energi 1,11 elektron volt (eV) dibutuhake kanggo ngeculake elektron saka atome. Mung foton kanthi energi sing luwih gedhe tinimbang ambang iki sing bisa ngasilake listrik. Nanging, energi sing berlebihan saka foton kanthi energi sing luwih dhuwur ilang minangka panas, sing nyebabake pemanasan panel surya, sing bisa ngunggahake suhu ing ndhuwur udara sekitar.
Beda karo kapercayan umum, sel surya berbasis silikon luwih seneng lingkungan sing luwih adhem, sanajan isih butuh sinar srengenge. Nalika suhu mundhak, panel surya ngasilake energi sing luwih sithik, sanajan nampa jumlah sinar srengenge sing padha.
Suhu sing dhuwur utamane nyuda voltase sirkuit terbuka (voltase nalika ora ana arus sing mili), sanajan arus sirkuit pendek (arus nalika sel sirkuit pendek) tetep relatif stabil. Iki tegese suhu sing luwih dhuwur nyebabake efisiensi sing luwih murah lan daya output sing suda.
Sel surya biasane diuji ing suhu standar 25°C (77°F). Nalika suhu panel tekan 60°C (140°F) utawa luwih dhuwur, output daya mudhun kanthi signifikan. Kanggo saben kenaikan suhu derajat, arus hubung singkat mung mundhak 0,04%, dene voltase hubung terbuka mudhun 0,4%.
Senajan efisiensi mudhun ing mangsa panas, akehe cahya srengenge ing mangsa iki isih nyebabake produksi energi sakabèhé luwih dhuwur dibandhingake karo mangsa liyané.
Cara Ngademake Panel Surya
Kaya piranti elektronik liyane, panel surya luwih apik kinerjane ing suhu sing luwih adhem. Amarga gumantung marang sinar srengenge tinimbang panas kanggo daya, mula bisa digunakake kanthi apik ing kahanan sing padhang nanging adhem.
Kanggo ngademake panel surya nalika mangsa panas, apa kita kudu masang papan iyub-iyub? Mesthi ora! Ngalangi cahya srengenge bakal ngrusak fungsi panel surya. Kepiye yen nganggo tabir surya? Ora, nganggo alangan fisik bakal nyuda panyerepan cahya, lan cara kimia ora bakal mbantu nurunake suhu.
Kanggo panel surya ing gendheng, ventilasi alami minangka cara sing efektif lan ekonomis kanggo ngademake. Nginstal panel kanthi celah ing antarane lan gendheng ngidini udara sirkulasi lan ngademake panel. Nanging, penting kanggo njaga godhong lan lebu supaya ora mlebu celah kanggo njaga aliran udara lan nyegah panas banget.
Para peneliti uga wis nyinaoni macem-macem metode pendinginan kanggo ningkatake efisiensi panel surya. Saliyane ventilasi alami, pendinginan udara paksa lan pendinginan fotovoltaik-termal (PVT) wis dieksplorasi, menehi wawasan sing penting babagan nurunake suhu panel lan ningkatake output energi.
Nalika sel surya, utusan energi resik, terus ngintegrasi menyang urip kita, sel surya nggawa gelombang anyar solusi rendah karbon lan ramah lingkungan.
