Pendukung Optimalisasi Panel Surya

Sistem kelistrikan di Indonesia kini sedang berkembang, sebagai salah satu anggota G20 negara Indonesia fokus mengembangkan penyediaan energi listrik berkelanjutan yang ramah lingkungan untuk memenuhi kebutuhan nasional maupun global. Secara perlahan-lahan penyediaan energi listrik dengan teknologi pembangkit yang memiliki nilai kurang ramah lingkungan dan energi tidak berkelanjutan sebagian mulai digantikan dengan Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) sebagai alternatif utama penghematan listrik. 

Mengapa demikian? Karena proses penyediaan energi listrik dianggap kurang ramah lingkungan apabila menimbulkan pencemaran lingkungan yang mengganggu kesehatan dan keseimbangan hidup makhluk hidup. 

Berbeda dengan Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) yang dapat mencemari udara karena menghasilkan gas beracun dan memiliki resiko gangguan kesehatan seperti menimbulkan penyakit pada paru-paru, PLTS tidak mencemari lingkungan sebab proses pengubahan energi listrik dilakukan secara langsung dengan menyerap energi cahaya matahari. 

Selain itu PLTS tidak memanfaatkan bahan bakar hasil bumi seperti minyak bumi dan batu bara yang digunakan dalam jenis pembangkit listrik lain, pemanfaatan hasil bumi ini bersifat tidak dapat diperbarui maka nantinya akan habis menyebabkan energi listrik di masa depan tidak dapat dihasilkan. 

Alasan utama yang mendasari PLTS cocok diterapkan di Indonesia adalah ketersediaan cahaya matahari yang memadai karena Indonesia merupakan wilayah iklim tropis, dimana masa musim kering atau kemarau lebih panjang dibandingkan musim hujan. 

Matahari di Indonesia terbentang sepanjang garis khatulistiwa dengan sinar surya rata-rata harian sebesar 4000-5000 Wj/ dan jumlah penyinaran rata-rata sekitar 4-8 jam, hal ini menjadikan Indonesia memiliki potensi besar dalam pemanfaatan matahari menjadi energi listrik.

Konversi energi cahaya matahari menjadi energi listrik membutuhkan beberapa peralatan dan proses yang dilakukan dengan bantuan ahli. Apa saja alat dan langkah tersebut? Alat yang dibutuhkan adalah alat untuk mengukur potensi energi cahaya matahari seperti pyranometer, PV (photovoltaic), solar charge controller, inverter, kotak penghubung (junction box), AVO meter, baterai, kerangka besi, struktur penyangga, penangkal petir, kabel listrik, dan perkakas lainnya (obeng, tang, palu, skup dan lain-lain).

 Secara singkat langkah memasang PLTS yaitu pengukuran potensi energi cahaya matahari di suatu lokasi, penyusunan kerangka panel surya yang terdiri dari beberapa komponen alat, kemudian dihubungkan dengan solar charge controller dengan kabel, energi yang telah diserap akan disimpan dalam baterai yang memiliki kapasitas besar dan disalurkan pada inverter untuk mengubah arus listrik DC menjadi AC yang dapat digunakan. 

Sebelum pemasangan PLTS dilakukan perhitungan untuk mengetahui jenis dan kebutuhan alat yang digunakan seperti perhitungan kebutuhan energi dari panel surya (E array), beban daya puncak (Pp), daya yang perlu disimpan baterai (E safe), kebutuhan arus listrik, kebutuhan daya maksimal secara simultan (P), kapasitas inverter (P total), kebutuhan kabel DC/kebutuhan kabel yang digunakan (Im), dan kebutuhan kabel AC (Im). 

Adapun komponen perhitungan lainnya menjadikan panel surya dapat bekerja dengan efisien adalah perhitungan input dan output, komponen parameter yang perlu dihitung yaitu Isc (arus hubungan singkat), Voc (tegangan tanpa beban), fill factor (FF), Voltage at Vmax (Vmp), Qurrent at Vmax (Imp), intensitas cahaya dan dimensi panel surya. Langkah perhitungan kebutuhan energi terdiri dari identifikasi peralatan elektronik dengan jumlah waktu penggunaan, perhitungan penggunaan atau kebutuhan energi dalam sehari (kWh), dan perhitungan kebutuhan energi untuk peralatan elektronik selama satu bulan (30 hari). 

Ketika sistem kelistrikan dengan panel surya telah terpasang, terdapat faktor-faktor yang mempengaruhi kapasitas optimum PLTS yaitu kebutuhan energi rata-rata dalam sehari, lokasi geografis, desain rumah atau bangunan, jenis alat elektronik yang digunakan, lama penggunaan alat elektronik, iradiasi matahari, suhu panel surya, shading, tingkat kebersihan panel surya, sudut kemiringan panel surya, dan orientasi pemasangan panel surya. 

Kebutuhan energi per harinya dalam Watt-hour menentukan kapasitas energi cahaya matahari yang dibutuhkan untuk dikonversi menjadi energi listrik, kebutuhan energi listrik ini berkaitan dengan jenis dan lama penggunaan alat elektronik. Lokasi pemasangan dan desain rumah atau bangunan menentukan letak panel surya, lokasi yang mendukung adalah lokasi yang memiliki intensitas cahaya matahari yang memadai dan tidak terhalang oleh bayangan apapun (shading) karena semakin besar intensitas cahaya matahari yang diserap maka semakin besar pula energi listrik yang dihasilkan (iradiasi matahari), lokasi tersebut misalnya atap rumah atau dinding atas bagian luar suatu bangunan. 

Hal ini juga berkaitan dengan suhu panel surya apabila terjadi peningkatan suhu panel surya maka terjadi penurunan energi yang dipengaruhi besarnya koefisien suhu panel surya, kecepatan angin juga menyebabkab adanya pendinginan panel surya sehingga diharapkan suhu yang sesuai adalah suhu normal sekitar 25. 

Selain itu sudut kemiringan juga mempengaruhi penyerapan iradiasi matahari, sudut kemiringan setiap lokasi tentu berbeda-beda. Orientasi panel surya lebih baik dihadapkan ke arah garis khatulistiwa, walaupun tidak mengarah pada garis khatulistiwa energi cahaya matahari tetap dapat diserap namun dengan efisiensi yang berbeda apabila dibandingkan dengan menghadap garis khatulistiwa.

Banyaknya faktor baik dari komponen alat panel surya maupun lingkungan pemasangan PLTS dalam mendukung optimalisasi penyerapan energi sinar matahari menjadi energi listrik perlu diperhatikan. 

Walaupun penyusunan panel surya dapat dipasang secara mandiri oleh pemilik rumah, namun sebaiknya dilakukan oleh ahli dengan memperhatikan persiapan yang matang meliputi survei lokasi, perhitungan kebutuhan energi dan alat, penentuan jenis alat yang sesuai, model pemasangan panel surya, perawatan panel surya dan meminimalisir adanya bahaya keselamatan ketika pemasangan maupun penggunaan PLTS.