Sistem Solar cell

Ketika cahaya mengenai lapisan permukaan pelindung kaca, maka sinar diteruskan ke lapisan silikon. Lapisan silikon yang terkena cahaya matahari, elektron-elektron dipaksa untuk keluar. dengan adanya medan magnet antara silikon tipe-P dan tipe-N elektron tidak`kembali ke tempatnya, sehingga bisa mengalir dan timbul energi listrik.

1.        Rancangan Sistem Solar cell

Sel-sel surya dirangkai membentuk kumpulan sel surya secara pararel. Hal ini disebut panel surya. Untuk mendapatkan intensitas cahaya yang lebih tinggi, maka tiap sel surya dibuat berbentuk segienam. Bentuk segienam mampu menerima intensitas cahaya lebih tinggi dibandingkan bentuk lain seperti persegi, dikarenakan memiliki luas yang paling besar untuk ukuran sisi-sisi yang sama. Selain itu sel-sel surya berbentuk segienam bisa disusun rapat sehingga ruang kosong pada panel surya bisa diminimalisir.

Gambar 1. Susunan sel surya berbentuk segienam

Ada 2 alternatif untuk permukaan sel surya, yaitu permukaan datar dan permukaan cembung. Panel surya dengan permukaan cembung memiliki tingkat efisiensi yang lebih tinggi. Pada permukaan datar, cahaya yang diterima oleh permukaan panel surya sebagian akan dipantulkan langsung kembali ke arah matahari. Sedangkan bagi yang permukaannya cembung, sebagian sinar yang dipantulkan memantul ke sisi lain permukaan panel surya tersebut, sehingga akan meningkatkan intensitas cahaya yang diterima sel surya dan mengurangi cahaya yang terbuang dari proses pemantulan.

Intensitas cahaya yang paling besar akan diterima sel surya ketika permukaan sel 90 derajat terhadap arah datang sinar matahari. Panel surya harus bisa bergerak menyesuaikan dengan pergerakan matahari. Untuk mendeteksi pergerakan matahari diperlukan suatu sensor yang bisa mendeteksi arah datang sinar matahari. Ketika sistem mengetahui arah datang sinar matahari, maka motor akan menggerakkan panel surya mengikuti pergerakan matahari.

Gambar 2. Modifikasi sel surya yang dapat berubah sudut sesuai arah matahari

Gambar 3. Rangkaian listrik untuk menyimpan energi listrik

Alternatif lain yang bisa digunakan agar panel surya bisa menyesuaikan dengan pergerakan matahari adalah dengan menggunakan timer. Timer diatur sehingga gerakan panel surya kurang lebih bisa mendekati arah datang sinar matahari.

Energi yang dihasilkan sel surya tidak bisa diperoleh selama 24 jam, karena waktu malam dan mendung sel surya tidak memperoleh cahaya matahari. Agar energi bisa tetap digunakan, maka diperlukan baterei untuk menyimpan energi. Baterei diatur sehingga menyerap energi pada siang hari serta mengeluarkan energi pada malam hari. Dalam rangkaian penyimpan listrik diperlukan adanya dioda. Dioda dibutuhkan untuk mengarahkan arus listrik, sehingga ketika arus listrik yang dihasilkan sel surya nol, maka listrik dari baterei tidak mengalir menuju sel surya, agar penyimpanan energi tidak habis dan sel surya tidak rusak.

2.        Bahan solar cell

Solar cell terdiri dari:

a.         Lempeng Silikon

lempeng silikon dibagi 2, yang pertama adalah silikon tipe-N, silikon yang disuntik dengan fosfor. Yang kedua silikon tipe-P, silikon yang disuntik dengan boron. Lempeng silikon tipe-N dan tipe-P yang digunakan mudah diperoleh di pasaran. Lempeng silikon tipe-N yang digunakan adalah lempeng yang sangat tipis. Tujuannya agar sinar matahari dapat masuk ke batas-batas antara 2 lempeng silikon.

b.        Kawat

Kawat berfungsi untuk mengalirkan arus listrik yang timbul dari lempeng silikon ke rangkaian listrik. Kawat yang digunakan harus tahan panas.

c.         Kaca

Kaca digunakan untuk melapisi permukaan sel surya. Untuk memaksimalkan kerapatan cahaya yang menuju sel surya permukaan kaca bisa dibuat cembung. Permukaan cembung memiliki kemampuan untuk memfokuskan sinar matahari, sehingga kerapatan sinar yang diterima sel surya lebih besar.

d.        Sensor matahari

Sensor matahari berfungsi mengetahui arah sinar datang matahari sehingga motor bisa menggerakkan ke arah sinar matahari secara otomatis.

e.         Timer

Timer digunakan sebagai pengganti sensor matahari. Timer diatur agar hitungan waktunya sesuai dengan arah gerak matahari disuaikan dengan lokasi dipasangnya panel surya.

f.         Motor Penggerak

Motor penggerak berfungsi untuk menggerakkan panel surya ke arah datang sinar matahari. motor penggerak dihubungkan dengan sensor matahari atau timer.

g.        Lempeng karbon

Lempeng karbon dijadikan pelapis luar sel surya dibagian samping dan bawahnya. Selain karbon masih banyak lagi bahan yang bisa digunakan. Bahan harus memenuhi syarat tahan panas, kuat, dan tidak mudah rusak.

h.        Papan Polyester

Papan polyester digunakan sebagai bahan papan panel surya, tempat selsel surya ditempatkan.

3.        Cara Membuat Solar Cell

a.         Susun Silikon tipe –P & -N serta kawat sesuai dengan gambar.

b.        Rekatkan ketiganya ke papan Polyester dengan sekrup.

c.         Lindungi lapisan tersebut dengan menggunakan kaca.

d.        Susun Sel surya pada panel surya

e.         Hubungkan kawat dari sel satu dengan yang lain sesuai dengan rangkaian listrik yang diinginkan.

f.         Hubungkan satuan sel surya tersebut dengan rangkain listrik.