Bagaimana Cara Kerja PLTS Pembangkit Listrik Tenaga Surya

Cara Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Surya

Pembangkit Listrik Tenaga Surya

Apakah Anda pernah melihat sebuah penampang persegi panjang setiap lampu-lampu jalan ? Jika YA, berarti Anda telah melihat lampu jalan bertenaga surya. Tenaga surya atau tenaga matahari termasuk sumber daya alam yang jumlahnya melimpah ketika siang hari. Tenaga surya saat ini dimanfaatkan energinya melalui konversi energi, baik menjadi energi listrik maupun energi panas.

Salah satu keunggulan tenaga surya yakni dapat mengurangi polusi udara ketika kita menggunakan energi listrik yang bersumber dari batu bara dan pembakaran solar. Akibat adanya isu pemanasan global, manusia semakin cenderung untuk berpindah atau melakukan konversi ke energi terbarukan serta ramah lingkungan.

PLTS singkatan dari Pembangkit Listrik Tenga Surya merupakan salah satu sumber daya energi ramah lingkungan sehingga cukup populer akhir-akhir ini. Pembangkit listrik tenaga surya atau PLTS secara sederhana sering disebut dengan istilah panel surya.

PLTS pembangkit listrik yang memanfaatkan energi alternatif berupa pergerakan ion-ion pada panas cahaya matahari. Sehingga belum tentu daerah yang memilki cuaca panas dapat menangkap ion yang lebih banyak dari daerah dengan cuaca yang lebih dingin.

Apakah pembangkit listrik tenaga surya itu? Kemudian bagaimana penjelasan cara kerjanya secara sederhana? Kedua pertanyaan tersebut merupakan pertanyaan yang sering ditanyakan oleh sebagian besar orang.

Pada artikel ini, kita akan mempelajari lebih lanjut terkait apa itu PLTS Pembangkit Listrik Tenaga Surya, bagian-bagian PLTS serta bagaimana cara kerja PLTS secara singkat.

Bagian-bagian PLTS

Seperti yang telah anda ketahui, PLTS adalah kependekan dari Pembangkit Listrik Tenaga Surya. Pembangkit Listrik Tenaga Surya merupakan sebuah sistem yang terintegrasi dan terdiri dari komponen utama serta komponen pendukung.

Panel Surya

Panel surya merupakan jika kita iris secara melintang, merupakan kumpulan dari sel surya yang berfungsi mengubah energi cahaya ke energi listrik. Setiap sel surya memiliki kapasitas kecil antara 3 hingga 5 watt.

Panel Surya PLTS

Parameter yang perlu Anda perhatikan ketika memasang PLTS yakni terkait efisiensi panel surya. Saat ini standar efisiensi  panel surya yang ada di pasaran adalah 12,18% tergantung dari jenis sel surya yang ada di panel tersebut. Jenis panel berikut ini terutama ditawarkan di pasar: 

Sel panel surya monokristalin dengan efisiensi 16-19%; 

Sel panel surya polikristalin dengan efisiensi 13-17%; 

Sel panel surya film tipis memiliki efisiensi 6-9%. 

Perlu dicatat bahwa monokristal bekerja lebih baik bila terkena cahaya langsung. Oleh karena itu, telah terbukti efektif dalam iklim panas dan kering  di daerah seperti Afrika, Timur Tengah dan negara-negara seperti Meksiko, Australia, dll.

Sebaliknya, polikristalin bekerja paling baik dalam cahaya yang tersebar dan lebih disukai di negara-negara dengan iklim ringan di mana langit sering berawan seperti Indonesia bagian barat. 

Untuk sel surya film tipis, efisiensinya rendah dan dengan biaya produksi rendah, efisiensi sekitar 6% dapat mengurangi kapasitas dari 20% menjadi 40% dalam 2 tahun pertama operasi. Jadi, Anda jangan terjerumus penawaran instalasi PLTS  yang mengklaim energi sebesar 1KWH sebelum menanyakan seberapa besar efisiensinya.

Inverter PLTS

Panel surya menyerap sinar matahari atau tenaga surya dan menghasilkan arus searah (direct current). Untuk kebutuhan elektronik rumah tangga biasanya menggunakan daya AC (AC) sebagai pengganti DC.

Disinilah fungsi solar inverter dilakukan, inverter mengubah arus searah yang dihasilkan oleh panel surya dan mengubahnya menjadi arus bolak-balik untuk  memenuhi kebutuhan penggunaan penggunaan perangkat elektronik di rumah. 

Inverter PLTS

Pada sistem PLTS OnGrid, inverter ini juga berfungsi untuk mentransmisikan (mengekspor) kelebihan energi listrik yang dihasilkan oleh panel surya ke jaringan  PLN. Inverter surya pada dasarnya memiliki fungsi yang sama yaitu mengubah arus searah menjadi arus bolak-balik.

Selain fungsi dasar yang sama, inverter dapat dibagi menjadi beberapa jenis tergantung pada teknologi yang digunakan, yaitu inverter, pengoptimal daya, dan inverter mikro.

Baterai PLTS

Baterai merupakan bagian penting dari pembangkit listrik tenaga surya dengan sistem off-grid yang  menyimpan energi listrik yang dihasilkan oleh panel surya. Jadi listrik masih bisa digunakan pada malam hari. 

Baterai PLTS

Berbeda dengan sistem PLTS berbasis grid, baterai tidak diperlukan karena digantikan oleh jaringan  PLN yang bertindak sebagai penyedia energi dan penyimpanan. Sedangkan sistem PLTS hybrid menggunakan baterai cadangan jika listrik dari jaringan PLN berhenti mengalir karena gangguan atau  perbaikan.

Switchboard

Kita mengenal Switchboard atau panel listrik sebagai komponen PLTS yang memiliki fungsi untuk mengatur distribusi arus listrik dari sumber energi ke peralatan elektronik.

Pada sistem PLTS On-grid, listrik AC dari inverter dikirim ke switchboard sebelum dikirim ke berbagai sirkuit dan peralatan di rumah. 

Switchboard PLTS

Switchboard juga dapat mengirimkan kelebihan listrik  ke jaringan  dengan  meteran atau disimpan dalam sistem penyimpanan baterai jika merupakan sistem hybrid. 

Dalam sistem hibrida, PLTS mini-grid dapat mengeluarkan kelebihan listrik dan menyimpan kelebihan energi  dalam baterai. Beberapa inverter hibrida juga terhubung ke papan sebagai cadangan, memungkinkan  daya dialihkan ke baterai saat panel surya gagal atau jika listrik PLN padam.

Meteran

Penggunaan komponen meteran pada sistem rangkaian PLTS sangatlah penting. Meteran dapat memantau daya listrik yang dihasilkan dari panel surya. Selain itu, bagi Anda yang mengekspor listrik ke PLN, penggunaan meteran ini sangatlah dianjurkan.

Pada beberapa rangkaian, meteran menjadi satu kesatuan dengan solar charge controller atau komponen kontrol pengisian. Solar charge controller atau komponen kontrol pengisian merupakan perangkat elektronik yang digunakan untuk mengoptimalkan pengisian baterai dan mengontrol pengisian energi.

Komponen kontrol pengisian dipasang antara panel surya dan bank baterai untuk mencegah baterai dari pengisian  yang berlebihan dengan membatasi jumlah dan tingkat pengisian baterai.

Cara Kerja PLTS Pembangkit Listrik Tenaga Surya

Bagaimana Cara Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Surya ? Pada bagian ini kami akan menjelaskan terkait perubahan energi yang terjadi pada pembangkit listrik tenaga surya. Pembangkit listrik tenaga surya adalah sebuah pembangkit listrik yang memiliki fungsi untuk mengubah energi matahari (tenga surya) menjadi energi listrik.

Sebelumnya kita sepakat bahwa tenaga surya merupakan sebuah energi dari matahari yang menyinari dari pagi hingga sore hari. Awal mulanya, tenaga surya hanya kita ambil kalor/panasnya untuk menjemur pakaian.

Namun seiiring dengan perkembangan teknologi, ternyata tenaga surya dapat menghasilkan listrik melalui pembangkit listrik tenaga surya.

Sebuah panel surya merupakan sebuah sel yang terbuat dari semikonduktor dikenal dengan istilah p-type (Tipe positif) dan n-type (Tipe negatif). Panel surya ibaratnya seperti roti lapis yang menumpuk silikon positif dan negatif. Penumpukan secara vertikal karena sinar matahari berada di atas.

Irisan cara kerja sel surya

Bagaimana energi matahari dapat terkonversi menjadi energi listrik ? Ia menghasilkan listrik dengan menggunakan sinar matahari untuk membuat elektron melompati persimpangan antara berbagai lapisan silikon. P kemudian:

1. Ketika sinar matahari menyinari sel, foton (partikel cahaya) membombardir permukaan atas.

2. Foton membawa energinya ke bawah melalui sel.

3. Foton melepaskan energinya ke elektron di lapisan tipe-p yang lebih rendah.

4. Elektron menggunakan energi ini untuk melompat melintasi penghalang ke atas ke lapisan tipe-n, dan melepaskan diri ke sirkuit.

5. Elektron mengalir di sekitar sirkuit dan menghasilkan energi listrik.

Proses tersebut terjadi secara berulang-ulang hingga gerakan elektron dapat menciptakan sumber daya listrik.

Cara Kerja PLTS On Grid

Pembangkit listrik tenaga surya on grid atau tie solar system merupakan sistem yang paling banyak digunakan karena memiliki biaya investasi yang rendah. Sistem ini tidak membutuhkan baterai. Karena tujuan utama penggunaan PLTS on grid ini untuk ekspor listrik ke jaringan PLN.

Cara kerja plts on grid

Karena pembangkit listrik tenaga surya memanfaatkan energi matahari, semakin besar luas penampang sel surya, maka semakin besar pula cahaya matahari yang dapat ditangkap.

Pada sistem on grid, ketika listrik melewati switchboard :

• Meteran akan melakukan kalkulasi seberapa besar daya export pada jaringan PLN.
• Kemudian daya listrik akan dikirim ke jaringan listrik PLN tergantung jumlah daya listrik yang diproduksi oleh panel surya.

Cara Kerja PLTS Off Grid

Pembangkit listrik tenaga surya off grid merupakan sistem PLTS yang tidak terkoneksi dengan grid, melainkan menuju sistem penyimpanan daya listrik atau baterai. Sistem PLTS off-grid ini umumnya diimplementasikan pada perangkat independen seperti lampu jalan raya atau bangunan yang tidak terjangkau jaringan listrik PLN.

Cara kerja plts off grid

Karena sistem  off grid harus memiliki kapasitas yang cukup untuk menampung listrik untuk keperluan malam hari maupun.

Rangkaian plts off grid

Karena menggunakan baterai, tentunya pembangkit listrik off grid membutuhkan biaya investasi yang lebih mahal dibandingkan dengan on grid. Keunggulan sistem off grid maupun hybrid yakni dapat mengaktifkan island mode (mode pulau).

Mode pulau terjadi ketika jaringan listrik PLN terjadi blackout dan sistem yang terhubung ke pembangkit listrik tenaga surya tidak terjadi gangguan. Hal ini terjadi karena sistem mendapatkan pasokan listrik dari baterai.

Cara Kerja PLTS Hybrid

Pembangkit listrik tenaga surya sistem hybrid memiliki pola rangkaian yang berbeda dengan off grid meskipun sama-sama menggunakan baterai. Pada sistem ini, ketika baterai sudah terisi secara penuh maka akan memutus aliran daya listrik dari sistem pembangkit listrik tenaga surya.

Cara kerja plts hybrid

Pasokan daya listrik yang berlebih akan diekspor secara otomatis oleh inverter ke jaringan listrik PLN. Sistem manajemen daya pada baterai dan inverter sepenuhnya menggunakan program komputer.

Rangkaian plts hybrid

Secara sederhana, rangakaian pembangkit listrik tenaga surya hybrid dapat dilihat seperti gambar diatas.

Sumber Referensi :

Clean Energy Review

 

 

Penulisan Daftar Pustaka Artikel Format APA

Sakti, A.Y.N. (2022, 08 Januari). Cara Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Surya. Diakses pada 08 Januari 2022, dari https://www.cara-kerja.com/2022/01/cara-kerja-plts-pembangkit-listrik-tenaga-surya.html