Sel Surya dan Pemberdayaan Masyarakat (Bagian Pertama)

Bisakah sel surya memberi pengaruh siginifikan pada aktifitas keseharian kita? Ataukah sel surya sebagai sebuah produk teknologi mampu menigkatkan taraf hidup umat manusia sebagaimana tujuan dari sains dan teknologi itu sendiri? Mengingat perannya sebagai sebuah sumber listrik atau sumber energi, apa saja yang dapat dilakukan oleh sel surya untuk menopang aktifitas jika kita mulai melepaskan diri dari ketergantungan sumber listrik konvensional semisal listrik dari perusahaan listrik yang mengambil listrik dari pembangkit listrik konvensional puila? Tulisan kali ini bertujuan mengupas secara ringkas pemanfaatan sel surya dalam mensuplai energi listrik sehari-hari, potensi aplikasinya berikut model-model produk berbasis sel surya.

Meski pada awalnya, pemanfaatan sel surya lebih banyak difokuskan pada sektor rumah tangga (lihat : Ramai-ramai membangun hunian swadaya energi) namun akhir-akhir ini beberapa aplikasi baru dari sel surya bermunculan. Aplikasi baru tersebut tidak lain berupa terobosan-terobosan produk elektronik yang memanfaatkan sel surya sebagai sumber tenaganya. Adanya terobosan atau inovasi produk yang didukung oleh sel surya diyakini didorong oleh karakteristik unik sel surya yang memilki mobilitas tinggi serta akses mudah hampir setiap sudut bumi terhadap sinar matahari, yang ujung-ujungnya membawa serta celah-celah pasar baru untuk produk inovasi teknologi.

Hanya saja, menurut pengamatan penulis, sel surya saat ini masih dalam skema peran sebagai produk komplementer dari pembangkit listrik konvensional yang sudah mapan, bukan merupakan pilihan utama itu sendiri. Kehadiran sel surya sebagai sumber listrik sejauh ini baru difokuskan untuk menutup kelemahan jaringan instalasi kabel listrik yang sering menemui hambatan dalam menjangkau daerah terpencil-pedalaman (remote area), pulau-pulau kecil dengan sedikit penghuni untuk kasus tanah air kita, pegunungan dengan minimnya jaringan listrik atau hanya merupakan bagian dari program pemberdayaan komunitas yang digiatkan oleh pemerintah atau NGO/LSM alih-alih murni pendekatan pemasaran atas dasar bisnis.

1. Pompa air bertenaga surya (solar powered water pump)

Sebagaimana namanya, pompar air yang berfungsi menyedot air dari dalam tanah ini digerakkan dengan tenaga surya. Secara fisik, fungsi maupun instalasi pompa air ini tidak ubahnya pompa air konvensional. Hanya saja, perbedaan mencolok ada pada panel surya silikon yang menggenapi sistem pompa air sebagai sumber listrik yang menggerakkan pompa, sebagaimana terlihat di Gambar 1 berikut. Konsep dari pompa air bertenaga surya ini ialah sebuah pompa yang diperuntukkan bagi daerah yang terisolasi atau jauh dari jaringan instalasi listrik. Konsep ini dirasakan efektif mengingat penggunaan secara kolektif pompa air bertenaga surya ini akan mereduksi beban biaya akibat keberadaan panel surya yang tidak murah.

Gambar 1. Contoh produk pompa air bertenaga surya.

Dibandingkan dengan pompa air dengan tenaga listrik konvensional, pompa air bertenaga surya ini menggunakan arus searah (arus DC) tidak seperti pompa konvensional yang berarus bolak balik (AC). Hal ini mengingat panel surya yang digunakan sebagai sumber listrik memiliki output arus DC dan tidak memilki pengubah arus DC-AC sebagaimana listrik yang terinstalasi di perumahan. Pada umumnya pompa air ini memerlukan panel surya dengan daya keluaran 75-100 Watt dan didukung oleh baterei 12 volt agar pompa dapat bekerja di malam hari pula. Kedalaman air yang dapat dicapai secara efektif oleh pompa ini berkisar 50-70 m dengan debit air maksimum hingga 275 liter per jam.

Konsumen dapat memilih dua jenis pompa ini, yakni pompa yang terletak di atas permukaan tanah atau pompa yang diletakkan/dipendam di bawah permukaan tanah. Kapasitas pompa beserta panel surya yang digunakan sangat tergantung dari kondisi operasi semisal kedalaman air di bawah tanah, berapa banyak debit air yang dibutuhkan serta tentu saja biaya. Penempatan pompa air bertenaga surya ini di Indonesia sudah dicoba di daerah kering minim hujan seperti di Nusa Tenggara Barat mapupun daerah Bantul DIY.

2. Kulkas bertenaga surya (Solar powered refrigerator)

Pernahkah kita membayangkan sebuah situasi ekstrim; bencana alam atau gempa yang melanda sebuah daerah, membuat daerah tersebut terisolasi dari luar baik perhubungan, telekomunikasi maupun dari instalasi listrik utama. Atau katakanlah sebuah daerah terpencil di pedalaman Sumatera atau Sulawesi yang memutuhkan tim kesehatan guna memeriksa kesehatan penduduk setempat di mana masalah listrik menjadi kendala utama. Dua situasi di atas yang berkaitan dengan penanganan pasca-bencana alam atau pemenuhan kebutuhan kesehatan penduduk merupakan salah satu pendorong ditemukannya sebuah lemari pendingin yang “portable” plus “mobile”yang dibawa oleh tim medis tanpa perlu bergantung pada ada atau tiadanya suplai listrik. Suplai listrik yang menopang beroperasinya lemari pendingin ini berasal dari sel surya pula, yang dapat dibawa dan dipasang dengan mudah (lihat Gambar 2). Sebagai sebuah peralatan medis, lemari pendingin ini berfungsi untuk menyimpan vaksin maupun obat-obatan dan makanan.

Gambar 2. Lemari pendingin bertenaga surya untuk keperluan medis di daerah terpencil.

Sistem lemari pendingin bertenaga surya ini terdiri atas empat komponen utama; yakni panel surya, baterei, lemari pendingin dan kontrol pengisian listrik (“charge controller”). Panel surya yang dipergunakan biasanya berdaya 800 Watt untuk lemari pendingin berdaya 600 Watt. Baterei cadangan yang dipergunakan memiliki 105 Ah sebanyak 6-8 buah. Konon harga sebuah sistem lemari pendingin lengkap ini ialah US$ 5000.

(Bersambung)

Read more »

Posted in: Energi,Pengetahuan,Teknologi

How to insert Flash into PowerPoint 2007

This tutorial explains how to insert a Flash movie into a presentation directly through PowerPoint 2007. For users of other PowerPoint versions, special instructions are available for PowerPoint 2003 or earlier, as well as for PowerPoint 2010.
To play a Flash movie in a PowerPoint presentation, you have to add an ActiveX control and create a link to your Flash file. It is important to have Adobe Flash Player installed and ActiveX control registered on your computer.

Is there an Easier Way?

If you would like to avoid going through a series of steps in order to insert a Flash file on your slides, you can always choose to use iSpring Pro, a handy PowerPoint add-in that allows you to insert Flash movies with a single click. Check it out; you can download it, install it on your computer and give it a try.
Inserting Flash is not the only advantage of iSpring Pro. It also converts PowerPoint presentations into Flash, packaging all the multimedia resources into a single .SWF. Flash format is more compact and it makes your presentation ready to be emailed or uploaded to any website or blog.

Step-by-step instructions

1. Create a new or open an existing PowerPoint presentation and select a slide you wish to insert Flash file onto.
2. Click the Microsoft Office button and hit PowerPoint Options.
3. In the PowerPoint Options window, enable Show Developer Tab Ribbon option in the Popular tab, and click OK.
   
4. Go to the Developer tab in the main PowerPoint menu and click on the More Controls icon in the Controls section.
   
5. Select Shockwave Flash Object from the list and click OK. Use the mouse to draw the control on a slide. You can resize the control to adjust the size of Flash animation.
   
6. Right click on the control you added and click Properties in the context menu.
7. In the opened Properties window, click the Movie property and specify a full path to your Flash file. You can add a Flash file located on your computer (e.g. C:\My movie.swf) or web resource (e.g. http://www.ispringsolutions/tour.swf).
   
8. You can tune your Flash movie playback by setting it to play automatically and/or looped.
   • To start playing Flash movie automatically when the PowerPoint slide is displayed, set Playing property to True. You can add custom controls for Flash movie and set this property to False.
   • To loop Flash movie playback while the slide is displayed, set Loop property to True.
9. Now you can save your presentation or view it as a slideshow: click SlideShow icon in the View tab or press F5. Press Esc to return to normal view.

Insert vs Embed

There are two ways of integrating a Flash movie into a PowerPoint slide: embed and insert. When you embed Flash into a presentation, it gets stored as an external presentation resource and can be viewed on any computer that has Adobe Flash Player. (Most computers already have it installed).  When you insert a Flash movie, PowerPoint creates a link to a .swf file's location on your computer. PowerPoint 2010 only allows you to link external Flash files; it doesn't allow you to embed Flash movies into your presentation due to security restrictions. You can embed Flash movies into your presentation by saving it as a PowerPoint 97-2003 compatible copy.
It's a good idea to store all external resources like Flash movies and a PowerPoint presentation in one folder. The trick is to link a Flash movie's file name instead of a full path to a file. Even if you play your slideshow on another computer, your presentation will run just as smoothly, including all of the Flash animations.
iSpring PowerPoint add-in allows you to create a solid Flash (.SWF) file from your PowerPoint presentation with all external multimedia resources embedded. This makes presentation viewing and delivery easy and hassle-free.

Like this article?

Read more »

Posted in: Tips dan Trik,Website

Membuat Sel Surya Sendiri? Bagian 2 : Proses Pembuatan Sel Surya

Secara singkat, proses pembuatan sel surya jenis silikon telah dipaparkan di Blog ini. Hanya saja, yang penulis paparkan hanyalah prosesnya tanpa menuliskan secara rinci sejauh apa konsep dan peralatan yang dibutuhkan, apalagi besar biaya investasinya. Sama kasusnya dengan pengolahan pasir silika menjadi silikon, pembuatan sel surya ini melibatkan aktifitas yang melibatkan proses high-technology, yakni nanoteknologi.

Artikel ini mencoba mengupas kemungkinan membuat sel surya secara mandiri seperti yang sempat dilontarkan oleh rekan pengunjung Blog ini beberapa waktu lalu;

Makhfud berkata:
Juli 18, 2008 pukul 12:33 am
Saya ingin belajar cara membuat solar cell, ingin tahu brapa biaya yang di butuhkan dalam membuat solar cell, serta cara pemasangannya, mohon bantuannya saya butuh lebih banyak lagi artikel tentang solar cell.

Begini….

Pada dasarnya, pembuatan sel surya tidak ubahnya pembuatan microchip yang ada di dalam peralatan elektronika semisal komputer, televisi maupun alat pemutar musik digital MP3. Banyak teknologi yang dipakai oleh sel surya mengadopsi dan mengadaptasi teknologi pembuatan microchip karena teknologi microchip sudah mapan jauh sebelum booming sel surya yang baru muncul belakangan di akhir 1980-an.

Teknologi pembuatan microchip maupun sel surya sama-sama bersandar pada konsep nanoteknologi. Yakni sebuah konsep revolusioner dalam merekayasa perilaku dan fungsi sebuah sistem pada skala molekul atau skala nanometer (berdimensi ukuran se-per-milyar meter). Sistem yang dimaksud ini dapat berupa molekul-molekul, ikatan kimia, hingga atom-atom yang menyusun sebuah produk. Yang direkayasa ialah perilaku atom atau molekul-molekulnya tadi dengan jalan menyesuaikan kondisi pembuatan atau lingkungan molekul atau atom yang dimaksud.

Gambar 1. Sebuah gambaran konsep dari Nanoteknologi. Saking kecilnya produk nanoteknologi, hingga seekor semut pun dapat turut membantu mengangkat sebuah microchip.

Sebagai contoh nyata yang umum pada dunia akademik maupun industri mikrochip ialah, kita dapat mengatur di mana sebuah molekul atau atom tersebut menempel di bagian tertentu pada komponen microchip atau sel surya, atau “memrintahkan” ia berpindah dari satu tempat ke tempat lain ketika arus listrik atau temperatur disesuaikan. Pengaturan atau perekayasaan perilaku molekul atau atom ini sangat berguna untuk menyesuaikan produk sebuah teknologi untuk keperluan sehari-hari. Hal ini terlihat jelas jika melihat kegunaan komputer dewasa ini yang semakin cepat dan poweful justru ketika ukuran prosesor-nya semakin kecil dan memori yang semakin padat. Atau kita melihat bagaimana rekayasa molekul dapat menghasilkan tanaman yang mengasilkan buah dan bibit yang berkualitas lebih unggul.

Gambar 2. Perbesaran dari bagian internal sebuah prosesor komputer/semikonduktor.

Yang kadang terlupakan, nanoteknologi tidak hanya menyentuh persoalan bagaimana membuat, namun juga bagaimana menguji dan mengamatinya, yang jelas membutuhkan alat yang sama-sama berangkat dari konsep yang sama dan dimensi ukuran yang sama. Semisal, ketika ingin mengetahui sebuah produk apakah bagus atau tidak, maka perlu melalui serentetan pengujian dan analisa yang berujung pada sebuah kesimpulan bagus atau jeleknya sebuah produk. Jika produknya memiliki ukuran satu helai rambut dibelah 1000, maka alat penguji dan pengamatnya harus mampu menjejak dengan ketelitian hingga sebesar itu pula.

Perlu penulis tegaskan, nenoteknologi ini ialah konsep yang sangat mahal, mahal dalam arti kata sebenarnya. Sangat banyak prasyarat maupun biaya yang harus dipenuhi sebelum memulai sebuah penelitian dalam skala nanoteknologi, apalagi untuk membawanya ke arah komersialisasi yang melibatkan investasi yang tidak sedikit dan kerumitan yang tinggi.

Ada syarat kebersihan ekstra jika kita hendak mengadopsi konsep nanoteknologi. Semakin kecil sebuah produk, maka jika ada kotoran atau debu saja yang menempel pada produk tersebut (yang notabene berukuran sama), maka produk nanoteknologi tersebut tidak akan berfungsi dengan baik. Sehingga, salah satu investasi ekstra jika hendak menekuni nanoteknologi ialah membangun fasilitas entah itu pabrik atau laboratorium yang sangat-sangat bersih sesuai dengan standar yang berlaku, yang disebut dengan Clean Room (lihat gambar 3 berikut).

Gambar 3. Situasi di sebuah Clean Room. Perhatikan baju khusus anti debu yang dipakai para pekerja di sebuah Clean Room.

Standar pembuatan sel surya jenis silikon melalui beberapa proses implantasi (pemasukan) atom-atom lain ke dalam material silikon yang melibatkan proses kimiawi difusi gas pada temperatur di atas 800 derajat Celcius. Proses ini apabila tidak teliti akan mengakibatkan kebocoran dan sangat berbahaya karena mempergunakan gas yang beracun bagi kesehatan. Alat yang dipergunakan sendiri jelas harus mampu membangkitkan, mengatur dan mempertahankan proses di dalam temperatur tinggi tersebut. Pembuatan sel surya sendiri melalui beberapa tahap proses yang serupa dengan proses implantasi ini dalam temperatur yang berbeda-beda. Jelas tidak boleh terdapat adanya pengotor semacam debu yang ditolerir selama proses berlangsunng karena bila ada, maka sel surya akan gagal total.

Sebenarnya. jika kita melihat alat dan proses yangterlibat dalam pembuatan sel surya secara langsung, maka kesan angker dan sakralnya proses tersebut akan hilang dengan sendirinya (lihat gambar 4 di bawah ini). Prosesnya melibatkan otomatisasi dan komputerisasi. Alatnya sendiri terbungkus rapi di dalam sebuah lemari besi berjendela kaca sehingga aman ketika dioperasikan. Hanya saja, untuk berinvestasi membeli, mempergunakan serta merawat alat tersebut, biaya yang dikeluarkan sangatlah mahal untuk ukuran kita sehingga mustahil bagi industri kecil apalagi perseorangan untuk membuat sel surya sendiri. Terlebih dalam menyediakan gas khusus yang dibutuhkan untuk implantasi atom yang tidak sembarangan dalam penanganannya.

Gambar 4. (Atas) Salah satu alat untuk melakukan proses difusi atom ke dalam silikon yang mengandalkan plasma. (Bawah) Tipikal alat pembuatan sel surya yang telah terintegrasi dan terkompuiterisasi

Kerumitan pembuatan sel surya ada pada tahap pengecekan efisiensi sel yang baru dibuat. Memeriksa apakah sel surya itu dapat berfungsi dengan baik dan dengan efisiensi yang baik membutuhkan peralatan tersendiri dan tidak sembarangan untuk sekedar dirakit. Peralatan ini mensimulasikan besarnya energi cahaya matahari dan harus dikalibrasi dengan standar tertentu. Simulasi ini harus mendekati kondisi sebenarnya penyinaran cahaya matahari. Alat yang dperlukan untuk ini ialah solar simulator yakni alat yang mensimulasikan energi cahaya matahari dan mengukur respon sel surya terhadap cahaya matahari yang akhirnya menghitung efisiensi sel surya.

Gambar 5. (Atas) Prinsip kerja sebuah Solar Simulator, (Bawah) Solar simulator yang dijual di pasaran.

Untuk meniru energi yang dipancarkan oleh matahari, Solar Simulator ini dilengkapi dengan lampu yang berisi gas Xenon yang mampu memberikan kondisi yang nyaris persis sama dengan matahari. Sel surya yang hendak diukur efisiensinya, diletakkan di bagian yang telah ditentukan. Hasil akhir dari simulasi ini ialah berapa besar efisiensi dan daya yang mampu dihasilkan oleh sebuah sel surya. Biasanya pengukuran ini dilakukan pada tahap paling akhir pembuatan sel surya.

Apa yang dapat kita dilakukan?

Penulis melihat meski sel surya tidak dapat dikembangkan secara sembarangan, ada beberapa hal yang perlu dicermati sebagai pintu masuk terlibatnya masyarakat kita turut aktif mengembangkan sel surya. Penulis urutkan dari tingkatan paling ideal hingga yang paling realistis untuk dilakukan.

1. Peleburan dan pembuatan wafer silikon

Kalau negara kita mengklaim memiliki kekayaan alam pasir silika yang dapat diolah menjadi silikon, maka ini perlu dibuktikan dengan memproduksi sendiri silikon yang diperlukan. Negara kita cukup mampu dalam mengolah bijih-bijih logam dan mustinya mampu pula mengolah pasir silika menjadi bijih silikon. Namun, jika kemampuan finansial maupun teknik bangsa kita masih kalah jauh dengan negara yang sudah maju dalam pembuatan wafer silikon monokristal untuk semikonduktor, maka cukuplah membidik pangsa pasar wafer silikon polikristal untuk sel surya yang level pembuatannya relatif lebih mudah dilakukan.

Gambar 6. pasir silika, menunggu untuk diubah menjadi sel surya.

Sejatinya, industri wafer silikon ialah sebuah industri strategis berteknologi tinggi. Posisinya sama dengan industri dirgantara, kapal laut maupun industri baja. Hal ini berkaitan dengan peran vital silikon dalam industri elektronik. Tidak ada industri elektronik manapun yang tidak membutuhkan silikon. Bila sebuah gedung dapat berdiri tegak karena memanfaatkan baja dan pesawat dapat terbang karena menggunakan aluminium, maka komputer dan alat elektronika lain dapat berfungsi karena adanya wafer silikon ini.

Apabila negara kita dapat memiliki industrri strategis di bidang ini, maka kontribusi Indonesia terhadap industri dunia menjadi sangat siginifikan. Sebagai contoh terdekat dengan penulis saat ini, Korea Selatan saat ini menjadi pemimpin dalam bidang memori RAM komputer dengan merek Samsung maupun Hynix. Meski demikian, merka tetap bersikeras membuat wafer silikon sendiri demi mengurangi ketergantungan industri memorinya dari wafer silikon buatan luar. Efek positif dari pembuatan wafer sendiri ialah tingkat kecepatan suplai bahan baku wafer serta meningkatnya sisi konpetitif dan ekonomis dari memori buatan Korea di pasar dunia.

2. Impor mesin-mesin pembuatan sel surya.

Langkah China dalam memasarkan sel surya di negaranya maupun di pasaran dunia cukup menarik untuk dicermati. Industri-industri China tidak membuat material dasar wafer silikon untuk sel surya karena mereka tahu investasinya akan sangat besar. Mereka juga tidak memiliki kemampuan dalam membuat mesin-mesin yang dipergunakan pabrik-pabrik mereka untuk membuat sel surya dalam skala besar.

Gambar 7.  Mesin pembuat sel surya yang telah terintegrasi. Perlu ada investasi untuk membelinya dari luar negeri.

Hanya saja, strategi mereka ialah, mengimpor mesin-mesin pabrik dari Jerman sebagai bahagian dari investasi, serta mengimpor material silikon khusus untuk sel surya dari negaa-negara lain semisal, Jerman, Jepang dan Korea Selatan. Keunggulan komparatif upah pekerja yang murah, membuat sel-sel surya made in China saat ini bersaing di pasaran sel surya Eropa selain menjadi tuan rumah di negara sendiri tentunya. Hal ini penulis saksikan sendiri dalam ajang pameran dan konferensi ilmiah sel surya tahun 2005 di Shanghai, China. Mungkin strategi ini dalam jangka pendek bisa diterapkan di Indonesia.

3. Industri assembly.

Kerumitan pembuatan sel surya tidak terlalu ditemui pada proses enkapsulasi sel surya menjadi sebuah modul surya. Sebagai informasi, sel surya sendiri berukuran sekitar 5 x 5 atau 10 x 10 cm persegi. Sel sebesar ini hanya dapat mengkonversi cahaya matahari menjadi listrik berdaya sekitar 1 – 2 Watt saja. Untuk dapat digunakan secara praktis, seitar 30 hingga 50 buah sel surya ini dirangkaikan satu sama lain agar menghasilkan daya keluaran sekitar 50 hingga 75 Watt. Rangkaian sel surya ini disebut dengan modul surya dan modul surya-lah yang sebenarnya dijual dipasaran yang terdiri atas sekian buah sel surya (Gambar 8). Dengan menata seberapa besar kebutuhan listrik, maka tinggal dihitung saja berapa banyak modul surya yang perlu dibeli, kemudian digabung dan dirangkaikan kembali agar menghasilkan daya keluaran sesuai dengan kebutuhan listrik rumah tangga misalnya. Rangkaian modul surya ini disebut dengan panel surya.

Gambar 8. Contoh modul sel surya yang dipasarkan. Perhatikan adanya sel surya di dalam modul yang telah dirangkai dan dienkapsulasi menjadi satu susunan besar modul surya.

Sejauh yang penulis ketahui, proses enkapsulasi sel surya menjadi modul surya relatif lebih mudah dilakukan oleh industri menengah karena inti kegiatannya sama dengan proses assembly, atau merangkai sesuatu dari komponen-komponen yang sudah jadi. PT LEN, sebuah BUMN konon kabarnya sudah mampu meng-assembly sel surya menjadi modul surya yang siap dipasarkan. Melalui langkah ini. industri assembly sel surya tidak perlu berinvestasi pada penambangan, peleburan dan pembuatan wafer silikon. Jalan umum yang diambil hanyalah mengimpor sel surya yang sudah jadi, kemudian merangkainya menjadi modul dan menjualnya kembali ke pasaran.

4. Pembuatan komponen pelengkap sel surya.

Hal terakhir yang mungkin penulis sarankan ialah menekuni pembuatan komponen sel surya (disebut dengan balance of system lihat Gambar 8), semacam inverter DC ke AC, kabel-kabel, aki atau baterei, beberapa kontroler yang penulis yakin sudah cukup dikuasai industri elektronika di Indonesia. Jelas keuntungan produk Indonesia yang relatif murah mustinya dapat merajai pasar komponen untuk sel surya di tanah air. Sebagai tambahan, mungkin desain perumahan atau gedung yang siap merespon pemakaian sel surya di Indonesia dapat menjadi lahan bagus buat para arsitek.

Gambar 9. Komponen-komponen pelengkap sel surya agar dapat bekerja (Balance of System)

Antara Ilmu dan Investasi

Akhirul kalam, dengan menurunkan artikel ini, penulis agak khawatir telah menutup semangat dan cita-cita beberapa pengunjung Blog peminat sel surya yang berniat untuk mengusahakan sel surya sendiri, atau beberapa pihak yang telah melihat potensi alam Indonesia yang kaya pasir silika akan surut langkahnya untuk melirik energi alternatif lain di masa depan. Tidak kurang dari profesional, masyarakat awam hingga anggota direksi sebuah BUMN sempat menanyakan kemungkinan membuat sel surya sendiri.

Namun penulis berpegang bahwa itulah manfaat ilmu, yakni mengkaji dan meluruskan serta memberikan sebuah rekomendasi sebagai respon atas pandangan umum di tengah-tengah masyarakat mengenai sebuah produk teknologi, dalam hal ini sel surya. Sel surya sebagai produk teknologi tidak lepas dari peran investasi sebagai konsekuensi logis dari visi produksi massal sel surya guna mengatasi tantangan energi di masa depan. Tanpa investasi baik dalam tataran penelitian, pengembangan maupun produksi, hasil teknologi tidak dapat dinikmati oleh masyarakat luas melainkan teronggok di dalam lemari perpustakaan atau sekedar bahan laporan akhir atau sekedar karya ilmiah kecil.

Sebagai penutup, penulis menegaskan bahwa negara kita apalagi kita perseorangan, tidak mungkin alias mustahil membuat sel surya sendiri meski dengan menggunakan bahan-bahan alam dari bumi pertiwi tanpa investasi besar dan langkah yang serius. Mungkin pemerintah perlu segera membuat langkah nyata agar investor antuisias menanamkan modal untuk mengolah potensi silikon serta membangun iklim penelitian dan investasi di area sel surya yang kondusif. Dengan catatan, pemerintah musti sudah bervisi ke depan mempersiapkan konsep energi yang berkelanjutan, bersih dan murah.

Read more »

Posted in: Energi,Pengetahuan,Teknologi

Melihat prinsip kerja sel surya lebih dekat – Updated (Bagian Pertama)

Menjelang kenaikan harga BBM dan setelahnya, Blog ini dibanjiri oleh pengunjung yang rata-rata hendak mengetahui lebih jauh apa dan bagaimana sel surya yang konon dipercaya menjadi sumber energi di masa depan, menggantikan aneka sumber energi fosil. Dikarenakan informasi yang berkembang di tengah masyarakat bahwa bahan bakar fosil akan segera menipis, ditambah dengan kenaikan gila-gilaan harga minyak mentah dunia, agaknya sudah timbul perlahan-lahan kesadaran energi dan sikap ramah terhadap pemakaian energi, terutama listrik.

Kesadaran ini dapat dilihat dari usaha mendapatkan info berkaitan dengan bahan bakar alternatif, semisal, biodiesel, briket batu bara hingga yang paling kontroversial ialah blue energy atau banyugeni yang menghebohkan itu.

Sel surya, solar cell, photovoltaic, atau fotovoltaik sejak tahun 1970-an telah telah mengubah cara pandang kita tentang energi dan memberi jalan baru bagi manusia untuk memperoleh energi listrik tanpa perlu membakar bahan baker fosil sebagaimana pada minyak bumi, gas alam atau batu bara, tidak pula dengan menempuh jalan reaksi fisi nuklir. Sel surya mampu beroperasi dengan baik di hampir seluruh belahan bumi yang tersinari matahari, sejak dari Maroko hingga Merauke, dari Moskow hingga Johanesburg, dan dari pegunungan hingga permukaan laut.

Sel surya dapat digunakan tanpa polusi, baik polusi udara maupun suara, dan di segala cuaca. Sel surya juga telah lama dipakai untuk memberi tenaga bagi semua satelit yang mengorbit bumi nyaris selama 30 tahun. Sel surya tidak memiliki bagian yang bergerak, namun mudah dipindahkan sesuai dengan kebutuhan.

Semua keunggulan sel surya di atas disebabkan oleh karakteristik khas sel surya yang mengubah cahaya matahari menjadi listrik secara langsung. Artikel ini sengaja ditulis guna menanggapi banyaknya pertanyaan mengenai bagaimana mekanisme atau prinsip kerja sel surya. Sengaja di sini hanya melibatkan penjelasan kualitatif.

Proses konversi

Proses pengubahan atau konversi cahaya matahari menjadi listrik ini dimungkinkan karena bahan material yang menyusun sel surya berupa semikonduktor. Lebih tepatnya tersusun atas dua jenis semikonduktor; yakni jenis n dan jenis p.

Semikonduktor jenis n merupakan semikonduktor yang memiliki kelebihan elektron, sehingga kelebihan muatan negatif, (n = negatif). Sedangkan semikonduktor jenis p memiliki kelebihan hole, sehingga disebut dengan p ( p = positif) karena kelebihan muatan positif. Caranya, dengan menambahkan unsur lain ke dalam semkonduktor, maka kita dapat mengontrol jenis semikonduktor tersebut, sebagaimana diilustrasikan pada gambar di bawah ini.

Pada awalnya, pembuatan dua jenis semikonduktor ini dimaksudkan untuk meningkatkan tingkat konduktifitas atau tingkat kemampuan daya hantar listrik dan panas semikonduktor alami. Di dalam semikonduktor alami (disebut dengan semikonduktor intrinsik) ini, elektron maupun hole memiliki jumlah yang sama. Kelebihan elektron atau hole dapat meningkatkan daya hantar listrik maupun panas dari sebuah semikoduktor.

Misal semikonduktor intrinsik yang dimaksud ialah silikon (Si). Semikonduktor jenis p, biasanya dibuat dengan menambahkan unsur boron (B), aluminum (Al), gallium (Ga) atau Indium (In) ke dalam Si. Unsur-unsur tambahan ini akan menambah jumlah hole. Sedangkan semikonduktor jenis n dibuat dengan menambahkan nitrogen (N), fosfor (P) atau arsen (As) ke dalam Si. Dari sini, tambahan elektron dapat diperoleh. Sedangkan, Si intrinsik sendiri tidak mengandung unsur tambahan. Usaha menambahkan unsur tambahan ini disebut dengan doping yang jumlahnya tidak lebih dari 1 % dibandingkan dengan berat Si yang hendak di-doping.

Dua jenis semikonduktor n dan p ini jika disatukan akan membentuk sambungan p-n atau dioda p-n (istilah lain menyebutnya dengan sambungan metalurgi / metallurgical junction) yang dapat digambarkan sebagai berikut.

1. Semikonduktor jenis p dan n sebelum disambung.
   
   
2. Sesaat setelah dua jenis semikonduktor ini disambung, terjadi perpindahan elektron-elektron dari semikonduktor n menuju semikonduktor p, dan perpindahan hole dari semikonduktor p menuju semikonduktor n. Perpindahan elektron maupun hole ini hanya sampai pada jarak tertentu dari batas sambungan awal.
   
   
3. Elektron dari semikonduktor n bersatu dengan hole pada semikonduktor p yang mengakibatkan jumlah hole pada semikonduktor p akan berkurang. Daerah ini akhirnya berubah menjadi lebih bermuatan positif..
   Pada saat yang sama. hole dari semikonduktor p bersatu dengan elektron yang ada pada semikonduktor n yang mengakibatkan jumlah elektron di daerah ini berkurang. Daerah ini akhirnya lebih bermuatan positif.
   
   
4. Daerah negatif dan positif ini disebut dengan daerah deplesi (depletion region) ditandai dengan huruf W.
5. Baik elektron maupun hole yang ada pada daerah deplesi disebut dengan pembawa muatan minoritas (minority charge carriers) karena keberadaannya di jenis semikonduktor yang berbeda.
6. Dikarenakan adanya perbedaan muatan positif dan negatif di daerah deplesi, maka timbul dengan sendirinya medan listrik internal E dari sisi positif ke sisi negatif, yang mencoba menarik kembali hole ke semikonduktor p dan elektron ke semikonduktor n. Medan listrik ini cenderung berlawanan dengan perpindahan hole maupun elektron pada awal terjadinya daerah deplesi (nomor 1 di atas).
   
7. Adanya medan listrik mengakibatkan sambungan pn berada pada titik setimbang, yakni saat di mana jumlah hole yang berpindah dari semikonduktor p ke n dikompensasi dengan jumlah hole yang tertarik kembali kearah semikonduktor p akibat medan listrik E. Begitu pula dengan jumlah elektron yang berpindah dari smikonduktor n ke p, dikompensasi dengan mengalirnya kembali elektron ke semikonduktor n akibat tarikan medan listrik E. Dengan kata lain, medan listrik E mencegah seluruh elektron dan hole berpindah dari semikonduktor yang satu ke semiikonduktor yang lain.

Pada sambungan p-n inilah proses konversi cahaya matahari menjadi listrik terjadi.

Untuk keperluan sel surya, semikonduktor n berada pada lapisan atas sambungan p yang menghadap kearah datangnya cahaya matahari, dan dibuat jauh lebih tipis dari semikonduktor p, sehingga cahaya matahari yang jatuh ke permukaan sel surya dapat terus terserap dan masuk ke daerah deplesi dan semikonduktor p.

Ketika sambungan semikonduktor ini terkena cahaya matahari, maka elektron mendapat energi dari cahaya matahari untuk melepaskan dirinya dari semikonduktor n, daerah deplesi maupun semikonduktor. Terlepasnya elektron ini meninggalkan hole pada daerah yang ditinggalkan oleh elektron yang disebut dengan fotogenerasi elektron-hole (electron-hole photogeneration) yakni, terbentuknya pasangan elektron dan hole akibat cahaya matahari.

Cahaya matahari dengan panjang gelombang (dilambangkan dengan simbol “lambda” sbgn di gambar atas ) yang berbeda, membuat fotogenerasi pada sambungan pn berada pada bagian sambungan pn yang berbeda pula.

Spektrum merah dari cahaya matahari yang memiliki panjang gelombang lebih panjang, mampu menembus daerah deplesi hingga terserap di semikonduktor p yang akhirnya menghasilkan proses fotogenerasi di sana. Spektrum biru dengan panjang gelombang yang jauh lebih pendek hanya terserap di daerah semikonduktor n.

Selanjutnya, dikarenakan pada sambungan pn terdapat medan listrik E, elektron hasil fotogenerasi tertarik ke arah semikonduktor n, begitu pula dengan hole yang tertarik ke arah semikonduktor p.

Apabila rangkaian kabel dihubungkan ke dua bagian semikonduktor, maka elektron akan mengalir melalui kabel. Jika sebuah lampu kecil dihubungkan ke kabel, lampu tersebut menyala dikarenakan mendapat arus listrik, dimana arus listrik ini timbul akibat pergerakan elektron.

Pada umumnya, untuk memperkenalkan cara kerja sel surya secara umum, ilustrasi di bawah ini menjelaskan segalanya tentang proses konversi cahaya matahari menjadi energi listrik.

Bagaimana cara membuat sel surya dapat dilihat di artikel Pembuatan Sel Surya Silikon : Sang Primadona

Semoga bermanfaat !

(Bersambung)

Read more »

Posted in: Energi,Pengetahuan,Teknologi