APLIKASI SOLAR CELL ke-1

I.        PENDAHULUAN

Kebutuhan listrik sebagai infrastruktur yang utama dalam membangun daerah pedesaan sudah sangat mendesak, terutama untuk dapat menjangkau masyarakat di pedesaan terpencil. Lebih dari 65% penduduk Indonesia berada di pedesaan.

Manfaat listrik bagi masyarakat di pedesaan antara lain :

1. Memberi kesempatan / waktu belajar yang lebih panjang dimalam hari
2. Kegiatan industri rumah tangga, ibadah, sosial dan hiburan dapat berlangsung di / sampai malam hari

3. Memberi kesempatan masyarakat desa untuk mengetahui dunia luar / informasi (Radio dan TV )

4. Dengan lebih panjangnya kegiatan di malam hari, dapat mendukung program pemerintah untuk menurunkan angka kelahiran, menumbuhkan kesadaran akan kebersihan dan kesehatan.

Teknologi PLTS telah banyak dimanfaatkan untuk membantu penyediaan listrik di desa-desa atau pulau terpencil, yang pada umumnya digunakan untuk :

1. Program Pelistrikan Pedesaan dengan Solar Home System

2. Penerangan dan Sound System Rumah Ibadah

3. TV Umum Pedesaan untuk Balai Desa

4. Lampu Penerangan Jalan

5. Vaccine Refrigerator, Lampu Bidan dan Penerangan Puskesmas

6. Lampu Bagang untuk Pemberdayaan Nelayan

7. Telepon Satelit untuk Pedesaan

Teknologi PLTS terbukti secara teknis dapat diandalkan ( untuk dioperasikan di wilayah terpencil karena tidak tergantung pada suplai bahan bakar BBM yang belakangan semakin mahal ), layak secara ekonomis ( economically feasible), dan dapat diterima oleh masyarakat pedesaan ( socially acceptable).

 II.                  PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA (PLTS)

 A.     KOMPONEN DAN PRINSIP KERJA PLTS

Umum

Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) adalah peralatan pembangkit listrik yang merubah cahaya matahari menjadi listrik. PLTS sering juga disebut Solar Cell, atau Solar Photovoltaic, atau Solar Energy. Orang awam seringkali keliru menganggap Solar Water Heater (Pemanas Air Tenaga Surya) sebagai PLTS. Solar water heater memanfaatkan thermal dari solar energy dan menghasilkan air panas, prinsip yang sama juga diterapkan untuk solar dryer (pengering tenaga surya), sedangkan PLTS memanfaatkan cahaya matahari untuk menghasilkan listrik. DC (direct current), yang dapat diubah menjadi listrik AC (alternating current) apabila diperlukan. Oleh karena itu meskipun cuaca mendung, selama masih terdapat cahaya, maka PLTS tetap dapat menghasilkan listrik.

PLTS pada dasarnya adalah pencatu daya (alat yang menyediakan daya), dan dapat dirancang untuk mencatu kebutuhan listrik yang kecil sampai dengan besar, baik secara mandiri, maupun dengan Hybrid (dikombinasikan dengan sumber energy lain, seperti PLTS genset, PLTS microhydro, PLTS-Angin), baik dengan metoda Desetralisasi (satu rumah satu pembangkit) maupun dengan metoda Sentralisasi (listrik didistribusikan dengan jaringan kabel).

Komponen PLTS

PLTS terdiri dari tiga komponen utama:

1. Modul Surya; berfungsi merubah cahaya matahari menjadi listrik arus searah (DC), inverter dapat dengan mudah merubahnya menjadi listrik arus bolak balik (AC) apabila diperlukan. Bentuk moduler dari modul surya memberikan kemudahan pemenuhan kebutuhan listrik untuk berbagai skala kebutuhan. Kebutuhan kecil dapat dicukupi dengan satu modul atau dua modul, dan kebutuhan besar dapat dicatu oleh bahkan ribuan modul surya yang dirangkai menjadi satu. Satu buah modul surya umumnya terdiri dari 36 buah solar cell.
2. Alat Pengatur; berfungsi mengatur lalu lintas listrik dari modul surya ke battery dan beban. Alat elektronik ini juga memiliki banyak fungsi yang pada dasarnya ditujukan untuk melindungi battery.
3. Baterai / Accu; berfungsi menyimpan arus litrik yang dihasilkan oleh modul surya sebelum dimanfaatkan untuk menggerakkan beban. Beban dapat berupa lampu penerangan atau peralatan elektronik dan peralatan lainnya yang membutuhkan listrik.

Prinsip Kerja PLTS

Pada siang hari modul surya menerima cahaya matahari yang kemudian diubah menjadi listrik melalui proses fotovoltaik. Listrik yang dihasilkan oleh modul dapat langsung disalurkan ke beban ataupun disimpan dalam baterai sebelum digunakan ke beban: lampu, radio, dll. Pada malam hari, dimana modul surya tidak menghasilkan listrik, beban sepenuhnya dicatu oleh battery. Demikian pula apabila hari mendung, dimana modul surya menghasilkan listrik lebih rendah dibandingkan pada saat matahari benderang.

Modul surya dengan kapasitas tertentu dapat menghasilkan jumlah listrik yang berbeda-beda apabila ditempatkan pada daerah yang berlainan.

A.     MENGHITUNG KEBUTUHAN PLTS

Sebagian besar orang selalu menanyakan kapasitas PLTS dengan ukuran listrik PLN, seperti 450W, 900 W dan seterusnya. Kapasitas terpasang tersebut dalam PLTS sering disebut sebagai Wp (Watt Peak) yang menunjukkan kapasitas dari modul surya pada saat matahari dalam kondisi terik/puncak. Kapasitas modul surya yang tersedia sangat banyak yaitu 10 Wp sampai 200 Wp

Untuk menghitung berapa PLTS yang dibutuhkan, dapat diikuti tahapan sebagai berikut :

1. Modul surya akan menghasilkan listrik sesuai dengan tingkat radiasi matahari yang diterimanya. Tingkat radiasi ini berbeda dari satu tempat ke lainnya, dipengaruhi oleh letak lokasi dari khatulistiwa (latitude), ketinggian dari permukaan laut (altitude), awan, tingkat polusi, kelembaban, dan suhu. Namun demikian untuk memudahkan, di Indonesia dapat dipakai patokan 1 modul surya kapasitas 50 Wp dapat menghasilkan listrik sebesar 150 Wh (Watt hour atau Watt Jam) per hari.

2. Untuk menghitung berapa listrik yang akan diperlukan untuk mengoperasikan peralatan elektronik (Wh), kalikan Watt (AC ataupun DC) peralatan dengan lamanya (Jam) peralatan tersebut akan dipakai setiap hari (kumulatif). Misal, jika 1 buah lampu 10 watt, ingin dinyalakan dalam satu hari kumulatif selama 15 jam, maka akan dibutuhkan listrik sebanyak 10 Watt x 1 buah x 15 Jam = 150 Wh (Watt Jam-Watt Hour). 

3. Maka akan dibutuhkan sebesar : 300 Wh ÷ 150 Wh= 2 buah, dengan 2 modul surya @ 50 Wp.