Jurnal Artikel Review: Pengaruh Cahaya Matahari terhadap Efisiensi Energi Listrik yang Dihasilkan

            Energi surya telah menjadi salah satu sumber energi terbarukan yang paling menjanjikan dalam menghadapi kebutuhan energi global yang terus meningkat. Indonesia sebagai salah satu daerah yang memiliki potensi besar dalam mengembangkan sel surya (Hasanah et al., 2018). Panel surya, yang tersusun dari modul sel surya, berfungsi untuk menangkap energi matahari dan mengonversinya menjadi listrik atau energi yang dapat dimanfaatkan dalam berbagai kebutuhan sehari-hari (Harahap, 2020). Energi surya menawarkan solusi yang ramah lingkungan dan berkelanjutan untuk mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil (Aryono, 2023; Yuniahastuti et al., 2024). Salah satu faktor utama yang memengaruhi efisiensi dan kinerja sel surya adalah intensitas cahaya matahari yang diterima(Dincer & Meral, 2010).

              Pemanfaatan energi matahari sangat cocok di wilayah kepulauan tropis ini. Namun, dalam rentang waktu 10 hingga 12 jam sehari, tidak seluruhnya disertai cuaca cerah karena kondisi sering kali berubah-ubah, seperti mendung, berawan, atau hujan (Paltridge & Platt, 1976). Cahaya matahari yang mencapai permukaan bumi bervariasi berdasarkan waktu, lokasi geografis, musim, dan kondisi atmosfer, seperti awan atau polusi udara. Variasi ini berdampak langsung pada jumlah energi listrik yang dapat dihasilkan oleh panel surya.

              Penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa peningkatan intensitas cahaya matahari meningkatkan arus listrik yang dihasilkan sel surya, yang secara langsung berpengaruh terhadap daya keluaran sistem fotovoltaik (Sitompul et al., 2024). Dengan demikian, menganalisis pengaruh cahaya matahari terhadap kinerja sel surya menjadi langkah penting untuk mengembangkan teknologi energi terbarukan yang lebih efektif, efisien, dan dapat diandalkan guna mendukung kebutuhan energi masa depan.

Adapun jurnal yang dianalisis sebagai berikut:

1. Pengaruh Intensitas Matahari Terhadap Karakteristik Sel Surya Jenis Polycristaline Menggunakan Regresi Linear (Makkulau et al., 2021)

Penulis: Andi Makkulau, Samsurizal, Miftahul Fikri, Christiono
Metode:

• Mengumpulkan data dan informasi yang diperlukan dalam bentuk materi pendukung.
• Melakukan pengukuran terhadap modul surya tipe Polycrystalline.
• Mengelompokkan data hasil pengukuran yang diperoleh dari pengujian lapangan.
• Menganalisis data menggunakan pendekatan model matematis

Hasil: 

Hasil penelitian ini menunjukan bahwa daya yang dihasilkan panel surya sangat dipengaruhi oleh intensitas sinar matahari yang diterima. Intensitas radiasi matahari ini dapat dioptimalkan dengan memasang panel surya pada sudut kemiringan yang tepat. Penelitian menunjukkan adanya hubungan antara iradiasi dan arus, dengan nilai korelasi sebesar = 0,7251. Nilai korelasi tersebut mengindikasikan bahwa terdapat hubungan yang kuat dan searah antara iradiasi dan arus yang dihasilkan.

2. Analisis Intensitas Cahaya terhadap Energi Listrik yang Dihasilkan Panel Surya(Usman, 2020)
Penulis: Mukhamad Khumaidi Usman
Metode : 

Metode yang digunakan berupa studi pustaka, persiapan alat dan bahan, perakitan sel panel surya, dan uji intensitas cahaya dan arus listrik.

Hasil: 

Hasil pengujian panel surya 10 Wp terhadap intensitas cahaya matahari menunjukkan bahwa pada intensitas cahaya 6900 lux, panel menghasilkan tegangan sebesar 17,7 volt dan arus sebesar 0,02 ampere. Sementara itu, pada intensitas cahaya 121.100 lux, tegangan yang dihasilkan meningkat menjadi 20,2 volt dengan arus sebesar 0,53 ampere. Hal ini membuktikan bahwa semakin tinggi intensitas cahaya yang diterima panel surya, semakin besar arus dan tegangan yang dihasilkan.

3.  Pengaruh Intensitas Cahaya Matahari terhadap Daya Keluaran pada Panel Surya(Putri et al., 2022)

Penulis: Sonya Widyawati Putri, Gaguk Marausna,  Erwan Eko Prasetiyo

Metode : 

Metode yang digunakan untuk penelitian ini melewati beberapa tahapan, yaitu studi literatur, perancangan alat, pengujian alat dan pengambilan data

Hasil:

Hasil penelitian menunjukkan bahwa intensitas cahaya matahari tertinggi terjadi pada pukul 13.30, karena pada waktu tersebut cuaca cerah berawan, dengan intensitas cahaya mencapai 1544,2 Watt/m. Ketika matahari tertutup awan mendung, intensitas cahaya menurun drastis hingga hanya 355 Watt/m. Selama pengujian tanpa beban, arus dan tegangan yang dihasilkan tetap stabil, dengan arus berkisar antara 0,2 Ampere hingga 0,4 Ampere, serta tegangan antara 19,6 Volt hingga 20,6 Volt. Namun, saat pengujian menggunakan lampu pijar berdaya 400 Watt, arus yang dihasilkan meningkat, sementara tegangannya justru menurun.

4. Pengaruh Perubahan Intensitas Matahari terhadap Daya Keluaran Panel Surya(Yuliananda et al., 2015)

Penulis: Subekti Yuliananda, Gede Sarya, RA Retno Hastijanti.

Metode :

Metode penelitian dilakukan dengan pengukuran intensitas cahaya matahari pada area permukaan sel surya, pengukuran

tegangan keluaran dan arus listrik.

Hasil:

Hasil penelitian menunjukkan bahwa intensitas sinar matahari terendah, yaitu sebesar 20.100 lumen pada pukul 18.00, masih mampu menghasilkan daya sebesar 6,8 Watt. Daya ini cukup untuk mendukung pengoperasian perangkat kendali tanah longsor, yang menggunakan baterai aki sebagai sumber daya utama yang diisi melalui panel surya. Rata-rata daya yang dihasilkan selama enam hari mencapai 7,29 Watt. Intensitas cahaya matahari berpengaruh terhadap daya yang dihasilkan, di mana intensitas rendah menghasilkan daya yang kecil, sedangkan intensitas tinggi menghasilkan daya yang lebih besar

5. Analisis Simulasi Pengaruh Variasi Intensitas Cahaya terhadap Daya Dari Panel Surya (Martawati, 2018)

Penulis:

Mira Martawati
Metode:

Metode yang digunakan dalam penelitian ini berupa pemberian temperatur dan iradian pada modul panel surya untuk mendapatkan nilai arus dan tegangan, sehingga dapat diketahui daya yang dihasilkan
Hasil:

Hasil penelitian ini mengungkapkan bahwa rangkaian panel surya mencapai kinerja optimal pada tingkat irradiansi tertinggi, yaitu 1000 dalam percobaan ini. Semakin tinggi nilai irradiansi, semakin besar arus yang dihasilkan. Daya maksimum yang dihasilkan oleh rangkaian panel surya tercapai pada irradiansi tertinggi dengan suhu terendah, yaitu 25C pada percobaan ini

Berdasarkan kelima jurnal tersebut diketahui bahwa intensitas cahaya matahari mempengaruhi arus listrik yang dihasilkan. Berikut merupakan pembahasan dari review jurnal tersebut.

1) Hubungan Iradiasi dan Arus Listrik

Penelitian ini menunjukkan bahwa daya yang dihasilkan oleh panel surya sangat bergantung pada intensitas radiasi matahari.  Optimalisasi intensitas dapat dilakukan melalui penyesuaian sudut kemiringan panel surya. Hubungan kuat antara iradiasi dan arus dengan korelasi = 0,7251 membuktikan bahwa peningkatan iradiasi secara langsung meningkatkan arus yang dihasilkan. Hal ini juga didukung oleh penelitian lainnya yang menyatakan bahwa semakin tinggi iradiasi, semakin besar arus yang dihasilkan (Priatam et al., 2021). Hasil simulasi menunjukkan bahwa peningkatan iradiasi meningkatkan arus dan tegangan output, yang pada akhirnya meningkatkan daya keluaran(Rahmaniar et al., 2023). Tegangan (V) cenderung lebih stabil, sementara arus (A) meningkat secara signifikan seiring bertambahnya intensitas iradiasi (Senaen et al., 2023). Korelasi positif ini menegaskan bahwa posisi panel surya menjadi faktor kunci dalam memaksimalkan daya keluaran. Temuan ini mendukung pentingnya analisis orientasi dan sudut panel dalam instalasi sistem energi surya untuk meningkatkan efisiensi sistem.

2) Efek Intensitas Cahaya pada Arus dan Tegangan Panel 

Hasil uji panel surya 10 Wp mengindikasikan bahwa kenaikan intensitas cahaya secara signifikan meningkatkan tegangan dan arus. Pada intensitas 6900 lux, tegangan tercatat 17,7 volt dan arus 0,02 ampere, sementara pada 121.100 lux, tegangan naik menjadi 20,2 volt dengan arus 0,53 ampere. Hal ini mengonfirmasi bahwa intensitas cahaya adalah variabel penting dalam menentukan kinerja panel surya.  Perlu diperhatikan bahwa meskipun intensitas tinggi menghasilkan daya yang lebih besar, suhu juga harus dikelola karena dapat memengaruhi efisiensi panel. Perubahan intensitas, misalnya karena awan atau kabut, dapat menurunkan daya yang dihasilkan (Tiyas & Widyartono, 2020).

3) Variasi Kinerja Berdasarkan Cuaca dan Beban

Penelitian menunjukkan bahwa intensitas tertinggi pada 13.30 mencapai 1544,2 Watt/m, sementara intensitas menurun drastis menjadi 355 Watt/m saat mendung. Meskipun tanpa beban, arus dan tegangan stabil dalam rentang 0,2-0,4 Ampere dan 19,6-20,6 Volt, namun saat beban lampu pijar 400 Watt ditambahkan, arus meningkat dan tegangan menurun. Hal ini menegaskan bahwa cuaca dan beban berperan penting dalam kinerja panel surya. Dampak kecepatan angin terhadap efisiensi panel surya, berdasarkan analisis menggunakan metode regresi linier, menunjukkan korelasi sebesar R = 0,0281. Ini mengindikasikan bahwa hanya sekitar 2,81% variasi efisiensi panel surya yang dapat dijelaskan oleh perubahan kecepatan angin (Dahliya et al., 2021). Pada kondisi cuaca cerah dan berawan, pengamatan dilakukan dari pukul 9:00 hingga 15:00. Suhu tertinggi pada permukaan panel surya tercatat pada pukul 12:00 dengan nilai 60,3C di bawah cuaca cerah. Daya maksimum yang dihasilkan terjadi pada pukul 11:00, di mana suhu permukaan panel tanpa pendingin mencapai 59,2C dan menghasilkan daya sebesar 8,31 watt. Namun, ketika permukaan panel didinginkan dengan kipas angin selama 5 menit, suhu turun menjadi 41,2C, dan daya yang dihasilkan meningkat menjadi 11,84 watt, menghasilkan selisih daya sebesar 3,53 watt (Hadianto et al., 2023). Beban tambahan menyebabkan perubahan distribusi daya, mengharuskan pengaturan sistem agar stabil pada kondisi operasional yang dinamis.

4) Kinerja pada Intensitas Rendah

Bahkan pada intensitas cahaya rendah 20.100 lumen (pukul 18.00), panel surya tetap menghasilkan daya sebesar 6,8 Watt, cukup untuk mendukung perangkat kendali tanah longsor. Selama enam hari, rata-rata daya tercatat 7,29 Watt, menunjukkan bahwa panel surya tetap dapat berfungsi meski intensitas sinar matahari berkurang. Temuan ini penting dalam aplikasi sistem energi off-grid untuk keperluan perangkat berdaya rendah yang tidak memerlukan intensitas cahaya maksimal. Semakin tinggi intensitas cahaya matahari, arus listrik yang dihasilkan oleh panel surya akan meningkat, sementara tegangan cenderung stabil. Selain itu, peningkatan intensitas cahaya matahari juga berdampak pada daya yang dihasilkan, yang menjadi lebih besar. Sebaliknya, jika intensitas cahaya matahari rendah, daya yang dihasilkan pun akan menurun(Suwarti et al., 2019).

5) Efisiensi pada Irradiasi Tertinggi dan Suhu Terendah

Penelitian ini mengungkapkan bahwa panel surya mencapai kinerja terbaik pada irradiansi tertinggi sebesar 1000 W/m dan suhu terendah 25C. Semakin tinggi irradiansi, semakin besar arus yang dihasilkan, dengan daya maksimum tercapai pada kombinasi irradiansi tinggi dan suhu rendah. Panel surya mencapai efisiensi optimal pada suhu sekitar 24,5C, sementara suhu ekstrem yang terlalu rendah dapat mengurangi kinerjanya karena semikonduktor bekerja kurang efektif (Maulana et al., 2021). Akan tetapi pada iradiasi tinggi digunakan teknologi pendingin atau reflektor sering digunakan untuk menjaga suhu panel surya tetap stabil (Jaya et al., 2024). Hal ini menekankan pentingnya pengelolaan suhu untuk mencegah degradasi efisiensi panel pada suhu tinggi.

REFERENSI:

Aryono, G. D. P. (2023). Penggunaan Energi Ramah Lingkungan Panel Surya sebagai Pembangkit Listrik pada Desa Kalumpang.                                    Communnity Development Journal, 4(4), 7373--7380.

Dahliya, Samsurizal, & Pasra, N. (2021). Efisiensi Panel Surya Kapasitas 100 Wp Akibat Pengaruh Suhu dan Kecepatan Angin. Sutet, 11(2),                 71--80. https://doi.org/10.33322/sutet.v11i2.1551

Dincer, F., & Meral, M. E. (2010). Critical Factors that Affecting Efficiency of Solar Cells. Smart Grid and Renewable Energy, 01(01), 47--                   50. https://doi.org/10.4236/sgre.2010.11007

Hadianto, Alim, N., Lateko, A. H., & Adriani. (2023). Analisis Pengaruh Suhu Kerja pada Panel Surya terhadap Daya Keluaran dari Panel.                  Vertex Elektro, 15(1), 32--39.

Harahap, P. (2020). Pengaruh temperature permukaan panel surya terhadap daya yang dihasilkan dari berbagai jenis sel surya. RELE                     (Rekayasa Elektrikal dan Enerrgi). Jurnal Teknologi Elektro, 2(2), 73--80.

Hasanah, A. W., Koerniawan, T., & Yuliansyah, T. (2018). Kajian Kualitas Daya Listrik PLTS Sistem Off-Grid Di STT-PLN. Energi &                           Kelistrikan, 2(10), 93--101.

Jaya, H. S., Rahmat, M. H., & Asrori. (2024). Analisis Pengaruh Suhu Panel Surya Terhadap Output Panel Performance. Journal of                               Mechanical Engineering, 1(1), 42--51. https://doi.org/10.47134/jme.v1i1.2189

Makkulau, A., Samsurizal, S., Fikri, M., & Christiono. (2021). Pengaruh Intensitas Matahari terhadap Karakteristik Sel Surya Jenis                             Polycristaline Menggunakan Regresi Linear. Kilat, 10(1), 69--76. https://doi.org/10.33322/kilat.v10i1.994

Martawati, M. (2018). Analisis Simulasi Pengaruh Variasi Intensitas Cahaya terhadap Daya dari Panel Surya. Jurnal Eltek, 16(1), 125.                        https://doi.org/10.33795/eltek.v16i1.92

Maulana, M. I., Naubnome, V., & Sumarjo, J. (2021). The Effect of Irradiation and Temperature on the Efficiency of the Output Power in                   Modeling Photovoltaic Canadian Solar 270 Wp. Jurnal Polimesin, 19(2), 176--181.

Paltridge, & Platt. (1976). Radiative Processes in Meteorology and Climatology. Elsevier Scientific Publishing Company.

Priatam, P. P. T. D., Zambak, M. F., Suwarno, & Harahap, P. (2021). Analisa Radiasi Sinar Matahari Terhadap Panel Surya 50 WP.                                  RELE:Jurnal Teknik Elektro, 4(1), 48--54. http://jurnal.umsu.ac.id/index.php/RELE/article/view/7825

Putri, S. W., Marausna, G., & Prasetiyo, E. E. (2022). Analisis Pengaruh Intensitas Cahaya Matahari terhadap Daya Keluaran pada Panel                    Surya. Teknika STTKD: Jurnal Teknik, Elektronik, Engine, 8(1), 29--37. https://doi.org/10.56521/teknika.v8i1.442

Rahmaniar, Khairul, Junaidi, A., & Sari, D. K. (2023). Model dan Analisis Modul Photovoltaic dengan Variasi Iradiasi dan Temperatur                        menggunakan Teknologi Simulasi. Seminar Nasional & Call Paper Fakultas Sains Dan Teknologi, 4(June), 0--7.

Senaen, J. P., Rampengan, A., & Tumimomor, F. (2023). Analisis Pengaruh Intensitas Radiasi Matahari Terhadap Tegangan dan Arus                        pada Panel Surya di Universitas Negeri Manado. Jurnal Arjuna: Publikasi Ilmu Pendidikan, Bahasa Dan Matematika, 1(6), 220--                    231. https://doi.org/10.61132/arjuna.v1i6.327

Sitompul, S., Ibrahim, H., Pratama, A. B., & Hasan, F. F. (2024). ANALISIS PENGARUH ENERGI MATAHARI TERHADAP TEGANGAN                          KELUAR SOLAR CELL PADA RANCANG BANGUN SOLAR TRACKING BERBASIS MICROCONTROLER. 05(02), 113--120.

Suwarti, Wahyono, & Prasetiyo, B. (2019). Analisis Pengaruh Intensitas Matahari, Suhu Permukaan & Sudut Pengarah Terhadap Kinerja                 Panel Surya. Eksergi, 14(3), 78. https://doi.org/10.32497/eksergi.v14i3.1373

Tiyas, P. K., & Widyartono, M. (2020). PENGARUH EFEK SUHU TERHADAP KINERJA PANEL SURYA Puteri. Sustainability (Switzerland),                     09(1), 871--876. http://scioteca.caf.com/bitstream/handle/123456789/1091/RED2017-Eng-8ene.pdf?                                                                       sequence=12&isAllowed=y%0Ahttp://dx.doi.org/10.1016/j.regsciurbeco.2008.06.005%0Ahttps://www.researchgate.net/                                    publication/305320484_SISTEM_PEMBETUNGAN_TERPUSAT_STRATEGI_MELESTARI

Usman, M. (2020). Analisis Intensitas Cahaya terhadap Energi Listrik yang Dihasilkan Panel Surya. Power Elektronik: Jurnal Orang                            Elektro, 9(2), 52--57. https://doi.org/10.30591/polektro.v9i2.2047

Yuliananda, S., Sarya, G., & Hastijanti, R. R. (2015). Pengaruh Perubahan Intensitas Matahari terhadap Daya Keluaran Panel Surya. Jurnal                Pengabdian LPPM Untag Surabaya Nopember, 01(02), 193--202.

Yuniahastuti, I. T., Kusuma, Y. A., Sunaryantiningsih, I., & Firmansyah, A. (2024). Pengenalan Panel Surya sebagai Sumber Energi                              Ramah Lingkungan Kepada Kelompok Pemuda Krida Muda Desa Kartoharjo Magetan. Jurnal Edukasi Pengabdian Masyarakat,                      3(2), 195--202. https://doi.org/10.36636/eduabdimas.v3i2.4153