Energi surya telah banyak diterapkan dalam kehidupan sehari-hari. Beberapa diantara aplikasi tersebut antara lain :
- Pencahayaan bertenaga surya
- Pemanasan bertenaga surya, untuk memanaskan air, memanaskan dan mendinginkan ruangan,
- Desalinisasi dan desinfektisasi
- Untuk memasak, dengan menggunakan kompor tenaga surya.
Sel surya
Sel surya ialah sebuah alat yang tersusun dari material semikonduktor
yang dapat mengubah sinar matahari menjadi tenaga listrik secara
langsung.Sering juga dipakai istilah photovoltaic atau fotovoltaik. Sel
surya pada dasarnya terdiri atas sambungan p-n yang sama fungsinya
dengan sebuah dioda (diode). Sederhananya, ketika sinar matahari
mengenai permukaan sel surya, energi yang dibawa oleh sinar matahari ini
akan diserap oleh elektron pada sambungan p-n untuk berpindah dari
bagian dioda p ke n dan untuk selanjutnya mengalir ke luar melalui kabel
yang terpasang ke sel.
Sejarah sel surya
Sejarah sel surya dapat dilihat jauh ke belakang ketika pada tahun 1839
Edmund Becquerel, seorang pemuda Prancis berusia 19 tahun menemukan efek
yang sekarang dikenal dengan efek fotovoltaik ketika tengah
berkesperimen menggunakan sel larutan elektrolisis yang dibuat dari dua
elektroda. Becquerel menemukan bahwa beberapa jenis material tertentu
memproduksi arus listrik dalam jumlah kecil ketika terkena cahaya.
Era sel surya modern baru dimulai satu abad setelah penemuan fenomena
fotovoltaik pertama, yakni ketika tiga peneliti Bell Laboratories di AS
(Chapin, Fullr dan Pearson) secara tidak sengaja menemukan bahwa
sambungan dioda pn dari silikon mampu membangkitkan tegangan listrik
ketika lampu laboratorium dinyalakan. Pada tahun yang sama, usaha mereka
telah berhasil membuat sebuah sel surya pertama dengan efisiensi
sebesar 6%. Dari titik inilah penelitian sel surya akhirnya berkembang
hingga saat ini, dengan banyak jenis dan teknologi pembuatannya.
Efisiensi sel surya
Efisiensi didefinisikan sebagai perbandingan antara tenaga listrik yang
dihasilkan oleh divais solar sel dibandingkan dengan jumlah energi yang
diterima dari pancaran sinar matahari.Pembangkit energi surya sebenarnya
tergantung pada efisiensi mengkonversi energi dan konsentrasi sinar
matahari yang masuk ke dalam sel tersebut.
Professor Smalley,
peraih Nobel bidang kimia atas prestasinya menemukan Fullerene,
menyatakan bahwa teknologi nano menjanjikan peningkatan efisiensi dalam
pembuatan sel surya antara 10 hingga 100 kali pada sel surya. Smalley
menambahkan bahwa cara terbaik untuk mendapatkan energi surya secara
optimal telah terbukti ketika sel surya dimanfaatkan untuk keperluan
satelit ruang angkasa dan alat alat yang diletakkan di ruang angkasa.
Penggunaan sel surya dengan meletakkannya di ruang angkasa dapat dengan
baik dilakukan karena teknologi nano diyakini akan mampu menciptakan
material yang super kuat dan ringan yang mampu bertahan di ruang angkasa
dengan efisiensi yang baik.
Pada tengah hari yang cerah radiasi sinar matahari mampu mencapai 1000
watt permeter persegi. Jika sebuah divais semikonductor seluas satu
meter persegi memiliki efisiensi 10 persen maka modul solar sel ini
mampu memberikan tenaga listrik sebesar 100 watt.
Saat ini, efisiensi sel surya dapat dibagi menjadi efisiensi sel surya komersil dan efisiensi sel surya skala laboratorium.Sel surya
komersil yang sudah ada di pasaran memiliki efisiensi sekitar 12-15%.
Sedangkan efisiensi sel surya skala laboratorium pada umumnya 1,5 hingga
2 kali efisiensi sel surya skala komersil. Hal ini disebabkan pada luas
permukaan sel surya yang berbeda. Tipe silikon kristal merupakan jenis
divais solar sel yang memiliki efisiensi tinggi meskipun biaya
pembuatannya relatif lebih mahal dibandingkan jenis solar sel lainnya.
Pada sel surya di pasaran, sel yang dipasarkan pada umumnya memiliki luas permukaan 100 cm2 yang
kemudian dirangkai mejadi modul surya yang terdiri atas 30-40 buah sel
surya.Dengan semakin besarnya luas permukaan sel surya, maka sudah
menjadi pengetahuan umum jika terdapat banyak efek negatif berupa
resistansi sirkuit, cacat pada sel dan sebagainya, yang mengakibatkan
terdegradasinya efisiensi sel surya.
Pada sel surya skala laboratorium, luas permukaan sel yang diuji hanya berkisar kurang dari 1 cm2.Hal
ini dimaksudkan untuk melihat kondisi ideal sel surya yang bebas dari
cacat maupun resistansi ketika dihubungkan ke sebuah sirkuit. Disamping
itu, kecilnya luas permukaan sel surya memudahkan proses pembuatannya di
mana alat yang dipakai di dalam laboratorium ialah alat yang berukuran
kecil.
Perkembangan sel surya
Perkembangan yang menarik dari teknologi sel surya saat ini salah satunya adalah sel surya yang dikembangkan oleh Michael Gratzel.Gratzel
memperkenalkan tipe solar sel photokimia yang merupakan jenis solar sel
exciton yang terdiri dari sebuah lapisan partikel nano (biasanya
titanium dioksida) yang di endapkan dalam sebuah perendam (dye).
Jenis ini pertama kali diperkenalkan pada tahun 1991 oleh Gratzel,
sehingga jenis solar sel ini sering juga disebut dengan sel Gratzel atau
dye-sensitized solar cells (DSSC).Sel Gratzel dilengkapi dengan
pasangan redoks yang diletakkan dalam sebuah elektrolit (bisa berupa
padat atau cairan). Komposisi penyusun solar sel seperti ini
memungkinkan bahan baku pembuat sel Gratzel lebih fleksibel dan bisa
dibuat dengan metode yang sangat sederhana seperti screen printing.
Meskipun solar sel generasi ketiga ini masih memiliki masalah besar
dalam hal efisiensi dan usia aktif sel yang masih terlalu singkat, solar
sel jenis ini diperkirakan mampu memberi pengaruh besar dalam sepuluh
tahun ke depan mengingat harga dan proses pembuatannya yang sangat
murah. Indonesia sebenarnya sangat berpotensi untuk menjadikan solar sel
sebagai salah satu sumber energi masa depannya mengingat posisi
Indonesia pada khatulistiwa yang memungkinkan sinar matahari dapat
optimal diterima di permukaan bumi di hampir seluruh Indonesia.
Potensi sel surya di Indonesia
Berdasarkan perhitungan Mulyo Widodo dalam kondisi puncak atau posisi
matahari tegak lurus, sinar matahari yang jatuh di permukaan panel surya
di Indonesia seluas satu meter persegi akan mampu mencapai 900 hingga
1000 Watt. Lebih jauh pakar solar sel Wilson Wenas menyatakan bahwa
total intensitas penyinaran perharinya di Indonesia mampu mencapai 4500
watt hour per meter persegi yang membuat Indonesia tergolong kaya sumber
energi matahari ini. Dengan letaknya di daerah katulistiwa, matahari di
Indonesia mampu bersinar hingga 2.000 jam pertahunnya.
Dengan kondisi yang sangat potensial ini sudah saatnya pemerintah dan
pihak universitas membuat satu pusat penelitian solar sel agar Indonesia
tidak kembali hanya sebagai pembeli divais solar sel di tengah
melimpahnya sinar matahari yang diterima di bumi Indonesia.Namunteknologi
ini masih terbilang cukup mahal, Karena solar sel yang berada di
pasaran harganya masih cukup tinggi, sehingga pemerintanh masih enggan
melirik teknologi ini.Penelitian di bidang tenaga surya sangat
dibutuhkan utnuk mengembangkan potensi Indonesia sebagai negera tropis.
Teknologi sel surya murah dan ramah lingkungan di perlukan utuk
pengembangan potensi Indonesia mengembangkan Pembangkit Listrik Tenaga
Surya
Sepanjang pengetahuan penulis, level produksi sel surya di Indoneisa
masih dalam tahap assembly atau perakitan yang beberapa bahannya diimpor
dan sebagian diproduksi di dalam negeri. PT LEN sejauh ini mempu
membuat sel surya tersebut.Secara khusus, pabrik sel surya di Indonesia
masih etrbilang sangat langka.Produk produk sel surya yang dipasarkan di
Indonesia mayoritas merupakan hasil impor.
Sel surya mengandalkan siraman sinar matahari dengan intensits yang
memadai. Dengan letak geografis Indonesia di khatulistiwa dengan jaminan
limpahan sinar matahari sepanjang tahun tidak mengalami perubahan
berarti, maka sel surya patut menjadi salah satu bentuk energi masa
depan yang perlu dikembangkan oleh anak bangsa. Hal ini pula didukung
oleh efisiensi sel surya yang terus meningkat plus biaya produksi nya
yang semakin kecil.
