Post on 02-Jun-2018
8/11/2019 Makalah Energi Konvensional Fix
1/28
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Permintaan energi dunia terus meningkat sepanjang sejarah peradaban umat
manusia. Proyeksi permintaan energi pada tahun 2050 hampir mencapai tiga kali
lipat dari permintaan di tahun 20121. Tampaknya masalah energi akan tetap
menjadi topik yang harus dicarikan solusinya bersama. Usaha-usaha untuk
mendapatkan energi alternatif telah lama dilakukan untuk mengurangi
ketergantungan terhadap sumber daya minyak bumi. Pemanfaatan minyak bumi
diperkirakan akan habis dalam aktu yang tidak lama jika pola pemakaian seperti
sekarang ini yang justru semakin meningkat dengan meningkatnya industri
maupun transportasi. !elain itu dari berbagai penelitian telah didapat gambaran
baha kualitas udara telah semakin mengkaatirkan akibat pembakaran minyak
bumi.
"alam menanggapi krisis energi yang terjadi# pemerintah mengupayakan
berbagai cara untuk mengembangkan berbagai energi alternatif. !ebagaimana kita
ketahui# $ndonesia berada pada daerah khatulistia dan akan selalu disinari
matahari selama 10 - 12 jam dalam sehari. %aka potensi untuk mengembangkan
energi surya sangatlah besar. Total intensitas penyinaran rata-rata k'h per
meter persegi perhari# matahari bersinar berkisar 2000 jam per tahun# sehingga
tergolong kaya sumber energi matahari. "ata "itjen (istrik dan Pengembangan
)nergi pada tahun 1**+# kapasitas terpasang listrik tenaga surya di $ndonesia
mencapai 0#,, %' dari potensi yang tersedia 1#2 10* %'.2 "engan potensi
yang cukup besar tersebut diharapkan energi surya ini dapat membantu dalam
memenuhi kebutuhan energi bangsa ini dan juga mengurangi ketergantungan kita
terhadap pemakaian energi fosil.
1.2 Rumusan Masalah
1http//.esdm.go.id/nes-archies/# diakses tanggal 1,-0-201
2http//.greenradio.fm/technology/energy/solar-cell/#diakses 1,-0-201
1
http://www.esdm.go.id/news-archives/,http://www.greenradio.fm/technology/energy/solar-cell/1145-potensi-energi-surya-indonesia-melimpahhttp://www.esdm.go.id/news-archives/,http://www.greenradio.fm/technology/energy/solar-cell/1145-potensi-energi-surya-indonesia-melimpah8/11/2019 Makalah Energi Konvensional Fix
2/28
dapun rumusan masalah yang akan dibahas adalah
1. pa itu energi surya3
2. 4agaimana pengembangan yang dilakukan untuk memanfaatkan potensi
energi surya3
. 4agaimana potensi energi surya sebagai energi alternatif3
&. 4agaimana pemanfaatan energi surya di $ndonesia3
5. pa saja kendala yang dihadapi dalam pengembangan energi surya3
. pa saja keuntungan penggunaan energi surya3
1.3 Tujuan Penulsan
dapun tujuan penulisan makalah ini adalah
1. %engetahui pengertian dari energi surya
2. %engetahui pengembangan energi surya di $ndonesia
. %engetahui potensi energi surya sebagai energi yang terbarukan
&. %engetahui cara pemanfaatan energi surya di $ndonesia
5. %engetahui dan memahami kendala dalam pengembangan energi surya di
$ndonesia dan juga di !umatera !elatan
. %engetahui keuntungan dari penggunaan energi surya.
1.! Man"aat Penulsan
dapun manfaat dari penulisan makalah ini yaitu
1. "apat memperkirakan besarnya potensi energi surya di $ndonesia
2. "apat mengetahui pengembangan terhadap energi surya yang telah
dilakukan pemerintah dan masyarakat
. "apat memberikan solusi terhadap permasalahan dalam pengembangan
energi surya di $ndonesia
BAB II
2
8/11/2019 Makalah Energi Konvensional Fix
3/28
PEMBAHA#AN
2.1 Pengertan Energ #ur$a
6ambar 2.1 %atahari 7sumber .esdm.go.id8
)nergi surya merupakan energi yang dikeluarkan oleh sinar matahari yang
hanya diterima oleh permukaan bumi sebesar * persen dari total energi pancaran
matahari. !uplai energi surya dari sinar matahari yang diterima oleh permukaan
bumi mencapai 102&9oule pertahun 7setara dengan 2 101+'att8. 9umlah
energi sebesar itu setara dengan 10.000 kali konsumsi energi di seluruh dunia saatini. %enutup 0#1 persen saja permukaan bumi dengan diais solar sel yang
memiliki efisiensi 10 persen sudah mampu untuk menutupi kebutuhan energi di
seluruh dunia saat ini.
$ndonesia berpotensi untuk menjadikan solar sel sebagai salah satu sumber
energi masa depan mengingat posisi $ndonesia pada daerah khatulistia. "alam
kondisi puncak atau posisi matahari tegak lurus# sinar matahari yang jatuh di
permukaan panel surya di $ndonesia seluas 1 m2mampu mencapai *00 hingga
1000 'att. Total intensitas penyinaran perharinya di $ndonesia mencapai &500
att hour/m2yang membuat $ndonesia tergolong kaya sumber energi matahari ini.
"an matahari di $ndonesia mampu bersinar hingga 2.000 jam pertahunnya.&
2.2 P%tens Energ #ur$a
!umber http//.esdm.go.id# diakses tanggal 12-0-201
&!umber http//.esdm.go.id# diakses tanggal 12-0-201.
http://www.esdm.go.id/http://www.esdm.go.id/http://www.esdm.go.id/http://www.esdm.go.id/8/11/2019 Makalah Energi Konvensional Fix
4/28
)nergi matahari dijalarkan ke permukaan dan diradiasikan ke dalam ruang
angkasa. "alam perjalarannya ke permukaan# 0: energi matahari akan
direfleksikan dan disebar kembali ke angkasa# memberikan bumi dan atmosfer
albedo sekitar 0:# sementara itu sebanyak 1*: diabsorbsi oleh atmosfer dan
aan serta 51: diabsorbsi oleh permukaan ;hrens# 2008.
"i dalam inti matahari terjadi reaksi termonuklir atau reaksi rantai
protonproton 7reaksi p-p8# yaitu pada empat proton terjadi fusi membentuk inti
baru yang mengandung dua proton dan dua neutron. "ari reaksi ini dapat
dihasilkan energi sebesar 25 %e? atau 0#& 10-& erg. )nergi akibat kehilangan
sejumlah massa tersebut dapat dinyatakan dalam
E = m . c2 ... 1
"engan c adalah cepat rambat cahaya dan m adalah jumlah massa yang
hilang. "engan demikian kuantitas energi 7E8# jumlahnya akan semakin besar#
sehingga total energi yang dihasilkan dari tak berhingga reaksi fusi yang terjadi
pada inti matahari dalam tiap detiknya akan sangat besar.
&
8/11/2019 Makalah Energi Konvensional Fix
5/28
6ambar .1 Posisi %atahari 7sumber http//openlearn.open.ac.uk8
Posisi matahari dan kedudukan ilayah dipermukaan bumi memberikan
pengaruh nyata terhadap potensi energi surya pada suatu ilayah. Potensi ini akan
berubah tiap aktu# tergantung dari kondisi atmosfer# dan tempat 7garis lintang8
serta aktu 7hari dalam tahun dan jam dalam hari8. $ndonesia yang berada dalam
ilayah khatulistia mempunyai potensi energi surya yang cukup besar sepanjang
tahunnya. )nergi surya sangat berpotensi untuk dimanfaatkan secara langsung
sebagai sumber energi alternatif. Pemanfaatan energi surya ini dapat dilakukan
secara termal maupun melalui energi listrik. Pemanfaatan secara termal dapat
dilakukan secara langsung dengan membiarkan objek pada radiasi matahari# atau
menggunakan peralatan yang mencakup kolektor dan konsentrator surya.
$nformasi mengenai ketersediaan energi matahari merupakan hal penting dalam
rangka mendukung usaha pemanfaatan energi matahari secara optimal.
Pengetahuan mengenai besarnya radiasi matahari pada suatu lokasi merupakan hal
yang penting dalam beberapa aplikasi energi matahari seperti desain arsitektur dan
dan kenyamanan termal bangunan# sistem pemenfaatan energi matahari
7photovoltaic/PV, solar concentrator, solar collector) dan lain-lain ;%ubiru#
200,
8/11/2019 Makalah Energi Konvensional Fix
6/28
termal dan energi surya fotooltaik. )nergi surya termal pada umumnya
digunakan untuk memasak# mengeringkan hasil pertanian dan memanaskan air.
!edangkan energi surya fotooltaik digunakan untuk memenuhi kebutuhan listrik#
pompa air# teleisi# telekomunikasi# dan lemari pendingin dengan kapasitas total
sekitar %'.
Pengembangan energi surya fotooltaik di $ndonesia terutama ditujukan
bagi penyediaan energi listrik di daerah perdesaan. >ondisi geografis $ndonesia
yang terdiri atas pulau-pulau yang kecil serta banyak yang terpencil menyebabkan
sulit untuk dijangkau oleh jaringan listrik terpusat. "engan demikian# energi suryadapat dimanfaatkan untuk penyedian listrik dalam rangka mempercepat rasio
elektrifikasi desa.
Pemanfaatan energi surya sebagai sumber energi listrik ditargetkan akan
mencapai 25 %' pada tahun 2020. !elain untuk memenuhi listrik pedesaan#
energi surya diharapkan juga mampu berperan sebagai salah satu sumber energi
alternatif di ilayah perkotaan# yang dimanfaatkan untuk lampu penerangan jalan#
penyediaan listrik untuk rumah peribadatan# sarana umum# sarana pelayanan
kesehatan seperti rumah sakit# puskesmas# posyandu# dan rumah bersalin# kantor
pelayanan umum pemerintah# hingga untuk pompa air yang digunakan untuk
pengairan irigasi atau sumber air bersih.
Tabel . Potensi 4erbagai )nergi Terbarukan di $ndonesia
8/11/2019 Makalah Energi Konvensional Fix
7/28
Tabel 2.&. Potensi !umber "aya )nergi !urya di 4eberapa >ota di $ndonesia.
+
8/11/2019 Makalah Energi Konvensional Fix
8/28
N% (%ta Pr%)nsTahun
Pengukuran
Ra&as
rata* rata
+,-m2
,
8/11/2019 Makalah Energi Konvensional Fix
9/28
1 4anda ceh ceh 1980 4.1
2 Palembang !umatera !elatan 1979 1981 4.95
%enggala (ampung 1972 1979 5.23& =aasragi (ampung 1965 1979 4.13
5 9akarta 9akarta 1965 1981 4.19
4andung 9aa 4arat 1980 4.15
+ (embang 9aa 4arat 1980 5.15
, @itius# Tangerang 9aa 4arat 1980 4.32
* "armaga# 4ogor 9aa 4arat 1980 2.56
10 !erpong# Tangerang 9aa 4arat 1991 1995 4.45
11 !emarang 9aa Tengah 1979 1981 5.49
12 !urabaya 9aa Timur 1980 4.30
1 >enteng#Aogyakarta Aogyakarta 1980 4.50
1& "enpasar 4ali 1977 1979 5.26
15 Pontianak >alimantan 4arat 1991 1993 4.55
1 4anjarbaru>alimantan
!elatan1979 1981 4.80
1+ 4anjarmasin>alimantan
!elatan1991 1995 4.57
1, !amarinda >alimantan Timur 1991 1995 4.17
1* %enado !ulaesi Utara 1991 1995 4.91
20 Palu !ulaesi Tenggara 1991 1994 5.51
21 >upang Busa Tenggara4arat
1975 1978 5.12
22'aingapu# !umba
Timur
BusaTenggara
Timur1991 1995 5.75
2 %aumereBusa Tenggara
Timur1**2 C 1**& 5.+
!umber =encana $nduk Pengembangan )nergi 4aru dan Terbarukan# 1**+.
"irektorat 9enderal (istrik dan Pengembangan )nergi# ")!"%
PLT# & In&%nesa
*
8/11/2019 Makalah Energi Konvensional Fix
10/28
6ambar .2 P(T! di $ndonesia 7sumber majalahenergi.com/nasional8
Penerapan P(T! oleh 4PPT dimulai dengan pemasangan ,0 unit P(T!
7!olar Dome !ystem# !istem Pembangkit (istrik Tenaga !urya untuk (ampu
Penerangan =umah8 di "esa !ukatani# 9aa 4arat pada tahun 1*,+. !etelah itu
pada tahun 1**1 dilanjutkan dengan proyek 4antuan Presiden 74anpres (istrik
Tenaga !urya masuk "esa8 untuk pemasangan .&&5 unit !D! di 15 propinsi yang
dinilai layak dari segi kebutuhan 7tidak terjangkau oleh P(B8# kemampuan
masyarakat setempat 7pembayaran dengan cara mencicil8 dan persyaratan teknis
lainnya.
!aat ini $ndonesia telah memiliki Pembangkit (istrik Tenaga !urya yang
berlokasi di pulau 4ali# !umbaa dan %aluku Utara. P(T! yang terdapat di pulau
4ali yakni di daerah >arangasem dan 4angil menghasilkan energi listrik sebesar 1
megaatt. !edangkan di !umbaa menghasilkan energi listrik sebesar *00 >'P
dan di %aluku Utara tepatnya di daerah %orotai menghasilkan energi listrik
sekitar 00 >'P. !elain ketiga P(T! tersebut# pihak P(B masih merencanakan
pembangunan P(T! diberbagai pulau di $ndonesia ditahun 201& mendatang.
2.3 P%tens &an Pengem'angan Energ #ur$a & #umatera #elatan
10
8/11/2019 Makalah Energi Konvensional Fix
11/28
"i !umatera !elatan potensi energi surya tidak terlalu besar. Dal tersebut
terlihat dari gambar dibaah ini.
6ambar . =adiasi %atahari di $ndonesia 7!umber "okumenE+& Proyeksi
Potensi )nergi !urya8
"ari hasil estimasi model pemetaan secara !pasial# dapat dikatakan baha
semakin tua arna biru yang terlihat berarti semakin besar intensitas radiasi
matahari yang tercancar ke daerah tersebut. Pada gambar diatas# sumatera !elatan
memiliki arna yang mendekati putih# hal ini menandakan intensitas radiasi yang
ada pada !umatera !elatan sangatlah kecil sehingga dapat dikatakan baha
!umatera !elatan kurang berpotensi untuk pengembangan energi surya. Bamun
tidak menutup kemungkinan untuk memanfaatkan energi surya seperti yang saat
ini dilakukan pemerintah dengan membuat panel-panel surya untuk
menghidupkan lampu lalu lintas jalan saat ini.
2.! Peman"aatan Energ #ur$a
11
8/11/2019 Makalah Energi Konvensional Fix
12/28
)nergi surya merupakan energi yang dapat dimanfaatkan secara luas. !eperti
yang dapat dilihat pada skema di baah ini radiasi matahari dapat dimanfaatkan
melalui tujuh jenis tahapan.
6ambar 2. !kema Pemanfaatan )nergi !urya 7!umber )rlinaati# %odul )nergi
>onensional dan Bon >onensional.20128
Pada tahap $# radiasi matahari diterima oleh tumbuh-tumbuhan yang
digunakan untuk proses fotosintesis. "engan begitu tumbuhan seperti jenis kayu-
kayuan dan tumbuhan lainnya akan dapat berlangsung hidup. !eperti yang kita
ketahui# kayu dapat digunakan sebagai bahan bakar. Pada tahap $$ radiasi matahari
yang memanasi atmosfer sehingga terjadi perpindahan udara yang berupa angin
dan arus pancar.Proses $$$.an dipanaskan. "i sini terjadi 2 hal. Pertama air naik
sebagai uap menjadi aan dan turun lagi ke bumi dalam bentuk hujan.Dujan yang
turun di gunung dan air mengalir di sungai merupakan potensi tenaga air. !elain
itu lautan dipanaskan. (apisan laut sebelah atas lebih panas dari lapisan baah.
Panas ini merupakan potensi energi yang dapat dimanfaatkan dengan cara
>onersi )nergi Panas (autan 7>)P(8# atau yang biasa disebut dalam bahasa
inggris Ocean hermal Energi !onverter (OE!). Proses $?.Panas matahari
dimanfaatkan secara langsung# misalnya pada saat kita menjemur pakaian#
menjemur ikan kering atau membuat garam di pantai. Pada Proses ?#?$ dan ?$$
12
8/11/2019 Makalah Energi Konvensional Fix
13/28
Pemanfaatan panas matahari dengan kolektor buatan manusia. "engan kolektor
dimaksud suatu alat untuk FpenangkapG dan FpengumpulG sinar matahari.
2.2.1 Tekn%l%g Energ #ur$a Termal
!elama ini# pemanfaatan energi surya termal di $ndonesia masih dilakukan
secara tradisional. Para petani dan nelayan di $ndonesia memanfaatkan energi
surya untuk mengeringkan hasil pertanian dan perikanan secara langsung.
4erbagai teknologi pemanfaatan energi surya termal untuk aplikasi skala
rendah 7temperatur kerja lebih kecil atau hingga 0o@8 dan skala menengah
7temperatur kerja antara 0 hingga 120o@8 telah dikuasai dari rancang-bangun#
konstruksi hingga manufakturnya secara nasional. !ecara umum# teknologi surya
termal yang kini dapat dimanfaatkan termasuk dalam teknologi sederhana hingga
madya. 4eberapa teknologi untuk aplikasi skala rendah dapat dibuat oleh bengkel
pertukangan kayu/besi biasa. Untuk aplikasi skala menengah dapat dilakukan oleh
industri manufaktur nasional.
4eberapa peralatan yang telah dikuasai perancangan dan produksinya
seperti sistem atau unit berikut
Pemanas air domesticH
"alam sistem pemanas air# panas matahari merupakan sumber utama yang
dibutuhkan# serta sebuah kolektor pengumpul panas yang berfungsi
mengumpulkan panas matahari serta memperbesar suhu dari panas matahari
dalam suatu ruangan tertutup yang didalamnya terdapat pipa tembaga yang
dirancang sedemikian rupa sebagai tempat air melakukan sirkulasi. Pemanas air
dengan tenaga surya dapat digunakan dalam kebutuhan sehari-hari seperti
mencuci# mandi# dan lain sebagainya.
>arena menggunakan panas matahari sebagai sumber energinya# maka
hasilnya bergantung pada keadaan cuaca dalam mempengaruhi radiasi panas
matahari yang sampai ke bumi.
Panas dari matahari masuk kedalam kolektor melalui kaca kristal yang
akan menyebarkan panas tersebut secara merata di dalam kolektor# lalu air yang
mengalir melalui pipa tembaga di dalam kolektor akan menyerap panas tersebut#
1
8/11/2019 Makalah Energi Konvensional Fix
14/28
sehingga dihasilkan panas yang sebanding dengan panas yang berada di dalam
kolektor.
6ambar . %ekanisme >erja Pemanas ir Tenaga !urya 7!umber
ejournal.undip.ac.id8
%enunjukan arah aliran air# arna biru adalah air dingin setalah meleati
kolektor bagian baah akan mengalami pemasanan di gambarkan berarna
merah. 6ambar diatas menunjukan mekanisme kerja pemanas air tenaga surya#
dimana terdapat sebuah pompa yang mengalirkan air dingin masuk melalui bagian
baah kolektor sehingga berubah menjadi air panas yang keluar melalui bagian
atas kolektor menuju tangki penampungan air panas yang sudah di rancang untuk
mencegah radiasi panas keluar.
>ompor !uryaH
>ompor tenaga surya adalah perangkat masak yang menggunakan sinar
matahari sebagai sumber energi. >ompor jenis ini tidak menggunakan bahan
bakar konensional dan biaya operasinya rendah sehingga sangat disayangkan jika
tidak dimanfaatkan. Terdapat tiga prinsip dasar kompor surya yaitu# pemusatan
cahaya matahari# mengubah cahaya menjadi panas dan memerangkap panas.
>ompor dengan prinsip kerja mengubah cahaya menjadi panas menggunakan
bahan panci yang berarna hitam hal ini dapat meningkatkan efektiitas
pengubahan cahaya menjadi panas. Panci berarna hitam dapat menyerap hampir
semua cahaya matahari dan mengubahnya menjadi panas# secara mendasar
meningkatkan efektiitas kerja kompor surya. !emakin baik kemampuan panci
menghantarkan panas# semakin cepat kompor bekerja. Prinsip kerja kompor
memerangkap panas merupakan upaya mengisolasi udara di dalam kompor dari
1&
8/11/2019 Makalah Energi Konvensional Fix
15/28
udara diluarnya akan menjadi penting. Penggunaan bahan yang keras dan bening
seperti kantong plastik atau tutup panci berbahan kaca memungkinkan cahaya
untuk masuk ke dalam panci. !etelah cahaya terserap dan berubah jadi panas#
kantong plastik atau tutup berbahan gelas akan memerangkap panas didalamnya
seperti efek rumah kaca. Dal ini memungkinkan kompor untuk mencapai
temperatur yang sama ketika hari dingin dan berangin seperti halnya ketika hari
cerah dan panas. !edangkan prinsip kerja yang digunakan pada praktikum ini
adalah pemusatan cahaya matahari. Pada kompor ini terdapat bahan metal/logam
yang memantulkan cahaya# digunakan untuk memusatkan cahaya dan panas
matahari ke arah area memasak yang kecil# membuat energi lebih terkonsentrasi
dan lebih berpotensi menghasilkan panas yang cukup untuk memasak. >ompor
berbentuk parabola# sehingga pemusatan cahaya matahari dapat menghasilkan
panas yang cukup untuk memanaskan air.
Prinsip kerja dari kompor matahari adalah dengan memfokuskan panas yang
diterima dari matahari pada suatu titik menggunakan sebuah cermin cekung besar
sehingga didapatkan panas yang besar yang dapat digunakan untuk menggantikan
panas dari kompor minyak atau kayu bakar.
6ambar 2.& >ompor %atahari
Untuk diameter cermin sebesar1# meter kompor ini memberikan daya
thermal sebesar ,00 att pada panci. "engan menggunakan kompor ini maka
kebutuhan akan energi fosil dan energi listrik untuk memasak dapat dikurangi.
15
8/11/2019 Makalah Energi Konvensional Fix
16/28
!elain teknologi pemanfaatan diatas# energi surya juga dapat dimanfaatkan
dalam peralatan seperti Pompa air 7dengan !iklus =ankine dan fluida kerja
$sopentane8# Penyuling air 7 !olar "istilation/!till 8# Pendingin 7radiatif#
absorpsi# eaporasi# termoelektrik# kompressip# tipe jet8# !terilisator surya dan
Pembangkit listrik dengan menggunakan konsentrator dan fluida kerja dengan
titik didih rendah.
2.2.2 Tekn%l%g Energ #ur$a /%t%)%ltak
!alah satu cara penyediaan energi listrik alternatif yang siap untuk
diterapkan secara masal pada saat ini adalah menggunakan suatu sistem
teknologi yang diperkenalkan sebagai !istem )nergi !urya Iotooltaik
7!)!I8 atau secara umum dikenal sebagai Pembangkit (istrik Tenaga !urya
Iotooltaik 7P(T! Iotooltaik8. !ebutan !)!I merupakan istilah yang telah
dibakukan oleh pemerintah yang digunakan untuk mengidentifikasikan suatu
sistem pembangkit energi yang memanfaatkan energi matahari dan
menggunakan teknologi fotooltaik. "ibandingkan energi listrik konensional
pada umumnya# !)!I terkesan rumit# mahal dan sulit dioperasikan. Bamun dari
pengalaman lebih dari 15 tahun operasional di beberapa kaasan di $ndonesia#
!)!I merupakan suatu sistem yang mudah didalam pengoperasiannya# handal#
serta memerlukan biaya pemeliharaan dan operasi yang rendah menjadikan
!)!I mampu bersaing dengan teknologi konensional pada sebagian besar
kondisi ilayah $ndonesia yang terdiri atas pulau - pulau kecil yang tidak
terjangkau oleh jaringan P(B dan tergolong sebagai kaasan terpencil.
!elain itu !)!I merupakan suatu teknologi yang bersih dan tidak
mencemari lingkungan. 4eberapa kondisi yang sesuai untuk penggunaan !)!I
antara lain pada pemukiman desa terpencil# lokasi transmigrasi# perkebunan#
nelayan dan lain sebagainya# baik untuk penerangan rumah maupun untuk
fasilitas umum. kan tetapi sesuai dengan perkembangan jaman# pada saat ini di
negara-negara maju penerapan !)!I telah banyak digunakan untuk suplai
energi listrik di gedung-gedung dan perumahan di kota-kota besar.
Pada umumnya modul fotooltaik dipasarkan dengan kapasitas 50 'att-peak
1
8/11/2019 Makalah Energi Konvensional Fix
17/28
7'p8 dan kelipatannya. Unit satuan 'att-peak adalah satuan daya 7'att8 yang
dapat dibangkitkan oleh modul fotooltaik dalam keadaan standar uji 7!tandard
Test @ondition - !T@8. )fisiensi pembangkitan energi listrik yang dihasilkan
modul fotooltaik pada skala komersial saat ini adalah sekitar 1& - 15 :.
A. #el #ur$a &an (%m0%nen Utaman$a
!el surya atau juga sering disebut fotooltaik adalah peralatan yang
mampu mengkonersi langsung cahaya matahari menjadi listrik. !el surya bisa
disebut sebagai pemeran utama untuk memaksimalkan potensi sangat besar energi
cahaya matahari yang sampai kebumi# alaupun selain dipergunakan untuk
menghasilkan listrik# energi dari matahari juga bisa dimaksimalkan energi
panasnya melalui sistem solar thermal. !el surya dapat dianalogikan sebagai
devicedengan dua terminal atau sambungan# dimana saat kondisi gelap atau tidak
cukup cahaya berfungsi seperti dioda# dan saat disinari dengan cahaya matahari
dapat menghasilkan tegangan. >etika disinari# umumnya satu sel surya komersial
menghasilkan tegangan dc sebesar 0#5 sampai 1 olt# dan arus short-circuit dalam
skala milliampere per cm2
. 4esar tegangan dan arus ini tidak cukup untuk
berbagai aplikasi# sehingga umumnya sejumlah sel surya disusun secara seri
membentuk modul surya. !atu modul surya biasanya terdiri dari 2,- sel surya#
dan total menghasilkan tegangan dc sebesar 12 ? dalam kondisi penyinaran
standar 7ir %ass 1.58. %odul surya tersebut bisa digabungkan secara paralel atau
seri untuk memperbesar total tegangan dan arus outputnya sesuai dengan daya
yang dibutuhkan untuk aplikasi tertentu.
1+
8/11/2019 Makalah Energi Konvensional Fix
18/28
6ambar 2.2 %odul !urya 7!umber GThe Physics of !olar @ellG# 9enny Belson8
B. #truktur #el #ur$a
!esuai dengan perkembangan sains J teknologi# jenis-jenis teknologi sel
surya pun berkembang dengan berbagai inoasi. da yang disebut sel surya
generasi satu# dua# tiga dan empat# dengan struktur atau bagian-bagian penyusun
sel yang berbeda pula 79enis-jenis teknologi surya akan dibahas di tulisan F!el
!urya 9enis-jenis teknologiG8. "alam tulisan ini akan dibahas struktur dan cara
kerja dari sel surya yang umum berada dipasaran saat ini yaitu sel surya berbasis
material silikon yang juga secara umum mencakup struktur dan cara kerja sel
surya generasi pertama 7sel surya silikon8 dan kedua 7thin film/lapisan tipis8.
6ambar 2. !truktur dari !el !urya. 76ambarDo!tuff'orks8
1,
http://teknologisurya.files.wordpress.com/2011/10/solar-module-compilation.jpg8/11/2019 Makalah Energi Konvensional Fix
19/28
6ambar diatas menunjukan ilustrasi sel surya dan juga bagian-bagiannya. !ecara
umum terdiri dari
1. !ubstrat/"etal #ac$ing
!ubstrat adalah material yang menopang seluruh komponen sel surya.
%aterial substrat juga harus mempunyai konduktifitas listrik yang baik karena
juga berfungsi sebagai kontak terminal positif sel surya# sehinga umumnya
digunakan material metal atau logam seperti aluminium atau molybdenum. Untuk
sel surya dye-sensitiKed 7"!!@8 dan sel surya organik# substrat juga berfungsi
sebagai tempat masuknya cahaya sehingga material yang digunakan yaitu material
yang konduktif tapi juga transparan sepertii ndium tin oide 7$TL8 dan flourine
doped tin oide 7ITL8.
2. %aterial semikonduktor
%aterial semikonduktor merupakan bagian inti dari sel surya yang
biasanya mempunyai tebal sampai beberapa ratus mikrometer untuk sel surya
generasi pertama 7silikon8# dan 1- mikrometer untuk sel surya lapisan tipis.
%aterial semikonduktor inilah yang berfungsi menyerap cahaya dari sinar
matahari. Untuk kasus gambar diatas# semikonduktor yang digunakan adalah
material silikon# yang umum diaplikasikan di industri elektronik. !edangkan
untuk sel surya lapisan tipis# material semikonduktor yang umum digunakan dan
telah masuk pasaran yaitu contohnya material @u7$n#6a87!#!e82 7@$6!8# @dTe
7kadmium telluride8# dan amorphous silikon# disamping material-material
semikonduktor potensial lain yang dalam sedang dalam penelitian intensif
seperti @u2Mn!n7!#!e8& 7@MT!8 dan @u2L 7copper oide8.
4agian semikonduktor tersebut terdiri dari junction atau gabungan dari
dua material semikonduktor yaitu semikonduktor tipe-p 7material-material yang
disebutkan diatas8 dan tipe-n 7silikon tipe-n# @d!#dll8 yang membentuk p-n
junction. P-n junction ini menjadi kunci dari prinsip kerja sel surya. Pengertian
1*
8/11/2019 Makalah Energi Konvensional Fix
20/28
semikonduktor tipe-p# tipe-n# dan juga prinsip p-n junction dan sel surya akan
dibahas dibagian Fcara kerja sel suryaG.
. >ontak metal / contact grid
!elain substrat sebagai kontak positif# diatas sebagian material
semikonduktor biasanya dilapiskan material metal atau material konduktif
transparan sebagai kontak negatif.
&.(apisan antireflektif
=efleksi cahaya harus diminimalisir agar mengoptimalkan cahaya yang
terserap oleh semikonduktor. Lleh karena itu biasanya sel surya dilapisi oleh
lapisan anti-refleksi. %aterial anti-refleksi ini adalah lapisan tipis material dengan
besar indeks refraktif optik antara semikonduktor dan udara yang menyebabkan
cahaya dibelokkan ke arah semikonduktor sehingga meminimumkan cahaya yang
dipantulkan kembali.
5.)nkapsulasi / coer glass
4agian ini berfungsi sebagai enkapsulasi untuk melindungi modul surya
dari hujan atau kotoran.
. ara (erja #el #ur$a
!el surya konensional bekerja menggunakan prinsip p-n junction# yaitu
junction antara semikonduktor tipe-p dan tipe-n. !emikonduktor ini terdiri dariikatan-ikatan atom yang dimana terdapat elektron sebagai penyusun dasar.
!emikonduktor tipe-n mempunyai kelebihan elektron 7muatan negatif8
sedangkan semikonduktor tipe-p mempunyai kelebihan hole 7muatan positif8
dalam struktur atomnya. >ondisi kelebihan elektron dan hole tersebut bisa terjadi
dengan mendoping material dengan atom dopant. !ebagai contoh untuk
mendapatkan material silikon tipe-p# silikon didoping oleh atom boron# sedangkan
20
8/11/2019 Makalah Energi Konvensional Fix
21/28
untuk mendapatkan material silikon tipe-n# silikon didoping oleh atom fosfor.
$lustrasi dibaah menggambarkan junction semikonduktor tipe-p dan tipe-n.
6ambar 2.& 9unction antara semikonduktor tipe-p 7kelebihan hole8 dan tipe-n
7kelebihan elektron8. 7!umber eere.energy.go8
Peran dari p-n junction ini adalah untuk membentuk medan listrik
sehingga elektron 7dan hole8 bisa diekstrak oleh material kontak untuk
menghasilkan listrik. >etika semikonduktor tipe-p dan tipe-n terkontak# maka
kelebihan elektron akan bergerak dari semikonduktor tipe-n ke tipe-p sehingga
membentuk kutub positif pada semikonduktor tipe-n# dan sebaliknya kutub negatif
pada semikonduktor tipe-p. kibat dari aliran elektron dan hole ini maka
terbentuk medan listrik yang mana ketika cahaya matahari mengenai susunan p-n
junction ini maka akan mendorong elektron bergerak dari semikonduktor menuju
kontak negatif# yang selanjutnya dimanfaatkan sebagai listrik# dan sebaliknya hole
bergerak menuju kontak positif menunggu elektron datang# seperti diilustrasikan
pada gambar dibaah.
21
http://teknologisurya.files.wordpress.com/2011/10/pn-junction.jpg8/11/2019 Makalah Energi Konvensional Fix
22/28
6ambar 2.5 $lustrasi cara kerja sel surya dengan prinsip p-n junction. 76ambar
sun-nrg.org8
D. (%nse0 (erja #stem PLT#
Pembangkit listrik tenaga surya itu konsepnya sederhana. Aaitu mengubah
cahaya matahari menjadi energi listrik. @ahaya matahari merupakan salah satu
bentuk energi dari sumber daya alam. !umber daya alam matahari ini sudah
banyak digunakan untuk memasok daya listrik di satelit komunikasi melalui sel
surya. !el surya ini dapat menghasilkan energi listrik dalam jumlah yang tidak
terbatas langsung diambil dari matahari# tanpa ada bagian yang berputar dan tidak
memerlukan bahan bakar. !ehingga sistem sel surya sering dikatakan bersih dan
ramah lingkungan. 4adingkan dengan sebuah generator listrik# ada bagian yang
berputar dan memerlukan bahan bakar untuk dapat menghasilkan listrik. !uaranya
bising. !elain itu gas buang yang dihasilkan dapat menimbulkan efek gas rumah
kaca 7green house gas8 yang pengaruhnya dapat merusak ekosistem planet bumikita.
!istem sel surya yang digunakan di permukaan bumi terdiri dari panel sel
surya# rangkaian kontroler pengisian 7charge controller8#
dan aki 7batere8 12 olt yang maintenance free. !eperti yang telah dijelaskan
diatas# panel sel surya merupakan modul yang terdiri beberapa sel surya yang
digabung dalam hubungkan seri dan paralel tergantung ukuran dan kapasitas yang
diperlukan. Aang sering digunakan adalah modul sel surya 20 att atau 0 att.
22
http://teknologisurya.files.wordpress.com/2011/10/solar-cell-work.jpg8/11/2019 Makalah Energi Konvensional Fix
23/28
%odul sel surya itu menghasilkan energi listrik yang proporsional dengan luas
permukaan panel yang terkena sinar matahari. =angkaian kontroler pengisian aki
dalam sistemsel surya itu merupakan rangkaian elektronik yang mengatur proses
pengisian akinya. >ontroler ini dapat mengatur tegangan aki dalam selang
tegangan 12 olt plus minus 10 persen. 4ila tegangan turun sampai 10#, olt#
maka kontroler akan mengisi aki dengan panelsurya sebagai sumber dayanya.
Tentu saja proses pengisian itu akan terjadi bila berlangsung pada saat ada cahaya
matahari. 9ika penurunan tegangan itu terjadi pada malam hari# maka kontroler
akan memutus pemasokan energi listrik. !etelah proses pengisian itu berlangsung
selama beberapa jam# tegangan aki itu akan naik.
4ila tegangan aki itu mencapai 1#2 olt# maka kontroler akan
menghentikan proses pengisian aki itu. =angkaian kontroler pengisian itu
sebenarnya mudah untuk dirakit sendiri. Tapi# biasanya rangkaian kontroler ini
sudah tersedia dalam keadaan jadi di pasaran. %emang harga kontroler itu cukup
mahal kalau dibeli sebagai unit tersendiri. >ebanyakan sistem sel surya itu hanya
dijual dalam bentuk paket lengkap yang siap pakai.
9adi# sistem sel surya dalam bentuk paket lengkap itu jelas lebih murah
dibandingkan dengan bila merakit sendiri. 4iasanya panel surya itu letakkan
dengan posisi statis menghadap matahari. Padahal bumi itu bergerak mengelilingi
matahari. Lrbit yang ditempuh bumi berbentuk elip dengan matahari berada di
salah satu titik fokusnya. >arena matahari bergerak membentuk sudut selalu
berubah# maka dengan posisi panel surya itu yang statis itu tidak akan diperoleh
energi listrik yang optimal. gar dapat terserap secara maksimum# maka sinarmatahari itu harus diusahakan selalu jatuh tegak lurus pada permukaan panel
surya. 9adi# untuk mendapatkan energi listrik yang optimal# sistem sel surya itu
masih harus dilengkapi pula dengan rangkaian kontroler optional untuk mengatur
arah permukaan panel surya agar selalu menghadap matahari sedemikian rupa
sehingga sinar mahatari jatuh hampir tegak lurus pada panel suryanya. >ontroler
seperti ini dapat dibangun# misalnya# dengan menggunakan mikrokontroler ,01.
>ontroler ini tidak sederhana# karena terdiri dari bagian perangkat keras dan
2
8/11/2019 Makalah Energi Konvensional Fix
24/28
bagian perangkat lunak. 4iasanya# paket sistem sel surya yang lengkap belum
termasuk kontroler untuk menggerakkan panel surya secara otomatis supaya sinar
matahari jatuh tegak lurus.
>omponen utama sistem surya fotooltaik adalah modul yang merupakan
unit rakitan beberapa sel surya fotooltaik. Untuk membuat modul fotooltaik
secara pabrikasi bisa menggunakan teknologi kristal dan thin film. %odul
fotooltaik kristal dapat dibuat dengan teknologi yang relatif sederhana#
sedangkan untuk membuat sel fotooltaik diperlukan teknologi tinggi.
%odul fotooltaik tersusun dari beberapa sel fotooltaik yang
dihubungkan secara seri dan paralel. 4iaya yang dikeluarkan untuk membuat
modul sel surya yaitu sebesar 0: dari biaya total. 9adi# jika modul sel surya itu
bisa diproduksi di dalam negeri berarti akan bisa menghemat biaya pembangunan
P(T!. Untuk itulah# modul pembuatan sel surya di $ndonesia tahap pertama
adalah membuat bingkai 7frame8# kemudian membuat laminasi dengan sel-sel
yang masih diimpor. 9ika permintaan pasar banyak maka pembuatan sel dilakukan
di dalam negeri. Dal ini karena teknologi pembuatan sel surya dengan bahan
silikon single dan poly cristal secara teoritis sudah dikuasai. "alam bidang
fotooltaik yang digunakan pada P(T!# $ndonesia ternyata telah meleati tahapan
penelitian dan pengembangan dan sekarang menuju tahapan pelaksanaan dan
instalasi
Teknologi ini cukup canggih dan keuntungannya adalah harganya murah#
bersih# mudah dipasang dan dioperasikan dan mudah diraat. !edangkan kendala
utama yang dihadapi dalam pengembangan energi surya fotooltaik adalah
inestasi aal yang besar dan harga per k'h listrik yang dibangkitkan relatif
tinggi# karena memerlukan subsistem yang terdiri atas baterai# unit pengatur dan
inerter sesuai dengan kebutuhannya.
4ahan sel surya sendiri terdiri kaca pelindung dan material adhesie
transparan yang melindungi bahan sel surya dari keadaan lingkungan# material
anti-refleksi untuk menyerap lebih banyak cahaya dan mengurangi jumlah cahaya
2&
8/11/2019 Makalah Energi Konvensional Fix
25/28
yang dipantulkan# semikonduktor P-type dan B-type 7terbuat dari campuran
!ilikon8 untuk menghasilkan medan listrik# saluran aal dan saluran akhir 7tebuat
dari logam tipis8 untuk mengirim elektron ke perabot listrik. @ara kerja sel surya
sendiri sebenarnya identik dengan piranti semikonduktor dioda. >etika cahaya
bersentuhan dengan sel surya dan diserap oleh bahan semi-konduktor# terjadi
pelepasan elektron. pabila elektron tersebut bisa menempuh perjalanan menuju
bahan semi-konduktor pada lapisan yang berbeda# terjadi perubahan sigma gaya-
gaya pada bahan. 6aya tolakan antar bahan semi-konduktor# menyebabkan aliran
medan listrik. "an menyebabkan elektron dapat disalurkan ke saluran aal dan
akhir untuk digunakan pada perabot listrik.
25
8/11/2019 Makalah Energi Konvensional Fix
26/28
BAB III
ENERI #URA DAN DAMPA(NA BAI LIN(UNAN
2
8/11/2019 Makalah Energi Konvensional Fix
27/28
BAB I4
PENUTUP
!.1 (esm0ulan
)nergi surya merupakan energi alternatif yang memiliki potensi cukup
besar di $ndonesia. )nergi terbarukan ini telah dikembangkan dengan dua metode
yaitu energi surya fotooltaik yang secara umum dikenal sebagai Pembangkit
(istrik Tenaga !urya Iotooltaik 7P(T! Iotooltaik8 dan energi surya termal
yang mana pemanfaatannya di $ndonesia masih dilakukan secara tradisional#
seperti untuk mengeringkan hasil pertanian dan perikanan secara langsung.
Bamun pengembangan ini masih belum bisa dikatakan optimal karena energi
yang termanfaatkan hanya baru beberapa persen dari energi yang ada terlebih lagi
adanya kendala-kendala yang menyebabkan pemerintah kurang memperhatikan
potensi energi surya ini.
!.2 #aran
Untuk saat ini pengembangan energi surya di $ndonesia masih sangat
terbatas mengingat bergitu banyak kendala yang dihadapi pemerintah seperti
tingginya biaya modul surya yang merupakan komponen utama teknologi energi
surya fotooltaik# ketergantungan impor sel surya akibat belum adanya industri
pembuatan sel surya di $ndonesia serta minimnya pengetahuan masyarakat
mengenai pemeliharaan sel surya juga menyebabkan kinerja sel surya tidak
optimal dan sering mengalami kerusakan. Untuk itu penulis menyarankan agar
pemerintah memperhatikan aspek-aspek tersebut dengan mendirikan infrastruktur
dan sarana pengembangan energi surya di $ndoesia agar keinginan bangsa ini akan
pemenuhan energi surya dapat terealisasikan dengan cepat dan terarah.
2+
8/11/2019 Makalah Energi Konvensional Fix
28/28
DA/TAR PU#TA(A
http//.greenradio.fm/technology/energy/solar-cell/# diakses 1,-0-201
http//dunia-listrik.blogspot.com/200,/11/# diakses 1*-0-201
http//.esdm.go.id/nes-archies/# diakses tanggal 1,-0-201
http//.litbang.esdm.go.id # diakses tanggal 1,-0-201
http//tenagasuryaku.com/2011/12/0/solar-sell/diakses tanggal 20-0-201
http//sentradaya.com/solar-cell/diakses tanggal 20-0-201
http//teknologisurya.ordpress.com/dasar-teknologi-sel-surya/prinsip-kerja-sel-
surya/diakses tanggal 20-0-201
http//.youtube.com/atch3N1gta2$@ar"
2,
http://www.greenradio.fm/technology/energy/solar-cell/1145-potensi-energi-surya-indonesia-melimpahhttp://dunia-listrik.blogspot.com/2008/11/,http://www.esdm.go.id/news-archives/,http://www.litbang.esdm.go.id/http://tenagasuryaku.com/2011/12/03/solar-sell/http://sentradaya.com/solar-cell/http://teknologisurya.wordpress.com/dasar-teknologi-sel-surya/prinsip-kerja-sel-surya/http://teknologisurya.wordpress.com/dasar-teknologi-sel-surya/prinsip-kerja-sel-surya/http://www.greenradio.fm/technology/energy/solar-cell/1145-potensi-energi-surya-indonesia-melimpahhttp://dunia-listrik.blogspot.com/2008/11/,http://www.esdm.go.id/news-archives/,http://www.litbang.esdm.go.id/http://tenagasuryaku.com/2011/12/03/solar-sell/http://sentradaya.com/solar-cell/http://teknologisurya.wordpress.com/dasar-teknologi-sel-surya/prinsip-kerja-sel-surya/http://teknologisurya.wordpress.com/dasar-teknologi-sel-surya/prinsip-kerja-sel-surya/