Sel
surya atau juga sering disebut fotovoltaik adalah divais yang mampu
mengkonversi langsung cahaya matahari menjadi listrik. Sel surya bisa disebut
sebagai pemeran utama untuk memaksimalkan potensi sangat besar energi cahaya
matahari yang sampai kebumi, walaupun selain dipergunakan untuk menghasilkan
listrik, energi dari matahari juga bisa dimaksimalkan energi panasnya melalui
sistem solar thermal.
Cara kerja sistem Pembangkit
Listrik Tenaga Surya dengan menggunakan Grid-Connected panel sel surya
Photovoltaic untuk perumahan. Modul sel surya Photovoltaic
merubah energi surya menjadi arus listrik DC. Arus
listrik DC yang dihasilkan ini akan dialirkan melalui suatu inverter (pengatur
tenaga) yang merubahnya menjadi arus listrik AC, dan juga dengan otomatis akan
mengatur seluruh sistem. Listrik AC akan didistribusikan melalui suatu panel
distribusi indoor yang akan mengalirkan listrik sesuai yang dibutuhkan
peralatan listrik. Besar dan biaya konsumsi listrik yang dipakai di rumah akan
diukur oleh suatu Watt-Hour Meters.
Komponen
utama sistem surya fotovoltaik adalah modul yang merupakan unit rakitan
beberapa sel surya fotovoltaik. Untuk membuat modul fotovoltaik secara
pabrikasi bisa menggunakan teknologi kristal dan thin film. Modul fotovoltaik
kristal dapat dibuat dengan teknologi yang relatif sederhana, sedangkan untuk
membuat sel fotovoltaik diperlukan teknologi tinggi.
Modul fotovoltaik tersusun dari
beberapa sel fotovoltaik yang dihubungkan secara seri dan paralel. Biaya yang
dikeluarkan untuk membuat modul sel surya yaitu sebesar 60% dari biaya total.
Jadi, jika modul sel surya itu bisa diproduksi di dalam negeri berarti akan
bisa menghemat biaya pembangunan PLTS. Untuk itulah, modul pembuatan sel surya
di Indonesia tahap pertama adalah membuat bingkai (frame), kemudian membuat
laminasi dengan sel-sel yang masih diimpor. Jika permintaan pasar banyak maka
pembuatan sel dilakukan di dalam negeri. Hal ini karena teknologi pembuatan sel
surya dengan bahan silikon single dan poly cristal secara teoritis sudah
dikuasai. Dalam bidang fotovoltaik yang digunakan pada PLTS, Indonesia ternyata
telah melewati tahapan penelitian dan pengembangan dan sekarang menuju tahapan
pelaksanaan dan instalasi untuk elektrifikasi untuk pedesaan.
Teknologi ini cukup canggih dan
keuntungannya adalah harganya murah, bersih, mudah dipasang dan dioperasikan
dan mudah dirawat. Sedangkan kendala utama yang dihadapi dalam pengembangan
energi surya fotovoltaik adalah investasi awal yang besar dan harga per kWh
listrik yang dibangkitkan relatif tinggi, karena memerlukan subsistem yang
terdiri atas baterai, unit pengatur dan inverter sesuai dengan kebutuhannya.
Bahan sel surya sendiri terdiri
kaca pelindung dan material adhesive transparan yang melindungi bahan sel surya
dari keadaan lingkungan, material anti-refleksi untuk menyerap lebih banyak
cahaya dan mengurangi jumlah cahaya yang dipantulkan, semi-konduktor P-type dan
N-type (terbuat dari campuran Silikon) untuk menghasilkan medan listrik,
saluran awal dan saluran akhir (tebuat dari logam tipis) untuk mengirim
elektron ke perabot listrik.
Cara kerja sel surya sendiri
sebenarnya identik dengan piranti semikonduktor dioda. Ketika cahaya
bersentuhan dengan sel surya dan diserap oleh bahan semi-konduktor, terjadi
pelepasan elektron. Apabila elektron tersebut bisa menempuh perjalanan menuju
bahan semi-konduktor pada lapisan yang berbeda, terjadi perubahan sigma
gaya-gaya pada bahan. Gaya tolakan antar bahan semi-konduktor, menyebabkan
aliran medan listrik. Dan menyebabkan elektron dapat disalurkan ke saluran awal
dan akhir untuk digunakan pada perabot listrik.
Pada sistem kelistrikan PLTS,
terdapat sebuah komponen yaitu power conditioner. Inti dari power conditioner
ini adalah inverter. Yaitu komponen listrik yang berfungsi sebagai perubah
listrik DC menjadi listrik AC. Power conditioner selain berfungsi untuk
menghasilkan listrik AC yang bersih juga mengkontrol agar tegangan keluarannya
berada dalam batas tegangan yang diperbolehkan. Beberapa fungsi lain power conditioner
dapat disimpulkan sebagai berikut :“sebagai switch yang mengontrol dimulainya
dan dihentikannya kerja sistim.”
Inverter adalah
rangkaian elektronika daya yang digunakan untuk mengkonversikan tegangan searah
(DC) ke suatu tegangan bolak-balik (AC). Ada beberapa topologi inverter yang
ada sekarang ini, dari yang hanya menghasilkan tegangan keluaran kotak
bolak-balik (push-pull inverter) sampai yang sudah bisa menghasilkan tegangan
sinus murni (tanpa harmonisa). Inverter satu fasa, tiga fasa sampai dengan
multifasa dan ada juga yang namanya inverter multilevel (kapasitor split, diode
clamped dan susunan kaskade). Ada
beberapa cara teknik kendali yang digunakan agar inverter mampu menghasilkan
sinyal sinusoidal.
Cara yang paling umum
digunakan adalah dengan modulasi lebar pulsa (PWM). Sinyal kontrol penyaklaran
di dapat dengan cara membandingkan sinyal referensi (sinusoidal) dengan sinyal
carrier (digunakan sinyal segitiga). Dengan cara ini frekuensi dan tegangan
fundamental mempunyai frekuensi yang sama dengan sinyal referensi
sinusoidal.Dalam industri, inverter merupakan alat atau komponen yang cukup banyak
digunakan karena fungsinya untuk mengubah listrik DC menjadi AC. Meskipunsecara
umum kita menggunakan tegangan AC untuk tegangan masukan/ input dari Inverter
tersebut. Inverter digunakan untuk
mengatur kecepatan motor-motor listrik/servo motor atau bisa disebut converter
drive. Cuma kalau untuk servo lebih dikenal dengan istilah servo
drive. Dengan menggunakan inverter, motor
listrik menjadi variable speed. Kecepatannya bisa diubah-ubah atau disetting
sesuai dengan kebutuhan.