TEORI SEL SURYA

Teori Dasar Sel Surya

Sigalingging (1994:1) menyatakan bahwa pada umumnya sel surya memiliki ketebalan minimum 0.3 mm, yang terbuat dari irisan bahan semikonduktor dengan kutub Positip dan Negatif. Wasito (1995:164) menyatakan bahwa dioda listrik surya / sel surya merupakan suatu dioda yang dapat mengubah energi surya / matahari secara langsung menjadi energi listrik (berdasarkan sifat foto elektrik yang ada pada setengah penghantar). Sel surya ini biasanya berbentuk dioda pertemuan P – N yang memiliki luas penampang tertentu. Semakin luas permukaan atau penampang sel, semakin besar arus yang akan diperoleh. Satu sel surya dapat menghasilkan beda potensial sebesar 0.5V DC (dalam keadaan cahaya penuh). Beberapa sel dapat dideretkan guna memperoleh tegangan 6, 9, 12, 24V, dan seterusnya. Sel surya dapat pula dijajarkan guna memperoleh arus keluaran lebih besar. Bahan dasar dari sel surya adalah Silikon, dimana Fosfor digunakan untuk menghasilkan Silikon tipe – N dan Boron digunakan sebagai pencemar untuk memperoleh bahan tipe – P. Untuk struktur dari sel surya dapat dilihat pada Gambar 1.

Gambar 1, Stuktur Sel Surya.

(Sumber : Wasito, Vademekum Elektronika, 1995:165)

Karakteristik Sel Surya

Sigalingging (1994:10) menyatakan bahwa sel surya pada keadaan tanpa penyinaran, mirip seperti permukaan penyearah setengah gelombang dioda. Ketika sel surya mendapat sinar akan mengalir arus konstan yang arahnya berlawanan dengan arus dioda seperti pada Gambar 2.

Gambar 2, Karakteristik Suatu Sel Surya dan Dioda.

(Sumber : Sigalingging, Pembangkit Listrik Tenaga Surya, 1999:10)

Dari Gambar 2.7 dapat dilihat bahwa grafik sel surya tidak tergantung dari sifat – sifat dioda. Jika diselidiki pada kuadran IV akan ditemukan tiga titik penting, yaitu :

Ø Tegangan beban nol U₀ diukur tanpa beban tanpa dipengaruhi penyinaran.

Ø Arus hubungsingkat I_K diukur saat sel hubungsingkat dan disini arus hubungsingkat berbanding lurus dengan kuat penyinaran.

Ø Titik daya maksimum (Maximum Power Point = MPP) dari sel surya didapatkan dari hasil arus dan tegangan yang dibuat pada setiap titik.

Dalam hal U₀ dan I_K maksimum, daya yang dihasilkan oleh suatu sel surya sama dengan nol. Pada suatu titik tertentu daya sel surya mencapai titik maksimum dan titik ini disebut dengan titik MPP (Maximum Power Point), yang pada prakteknya selalu diusahakan agar pemakaian berpatokan dari titik MPP ini. Keadaan ini dapat dilihat pada Gambar 3. Konversi energi dari sel surya ke konsumen akan maksimum apabila tahanan pemakai (RL) dan tahanan sel surya memenuhi persamaan, berikut :

RL = Ri

Keadaan ini pada teknik listrik disebut dengan istilah beban pas. Dengan bantuan pengubah tegangan searah khusus atau sering disebut MPT (Maximum Power Tracker) memungkinkan beban pas ini tercapai.