Solar cell, juga dikenal sebagai sel surya atau photovoltaic cell, adalah perangkat elektronik yang mengubah energi matahari menjadi energi listrik. Terdiri dari material semikonduktor seperti silikon yang menyerap cahaya matahari dan menghasilkan arus listrik.
Sel surya digunakan secara luas dalam panel surya, yang menjadi sumber utama energi terbarukan. Disebut ramah lingkungan, berkelanjutan, dan dapat mengurangi ketergantungan pada sumber energi fosil yang suatu saat bisa habis.
Sel surya memiliki peran penting dalam mengatasi isu perubahan iklim dan memenuhi kebutuhan energi dunia yang terus bertambah.
Pengertian Solar Cell
Juga dikenal sebagai “photovoltaic cell” atau sel surya, merupakan perangkat elektronik yang mengonversi energi matahari menjadi energi listrik. Terdiri dari lapisan semikonduktor yang mampu menangkap sinar matahari dan menghasilkan aliran elektron ketika terpapar oleh cahaya.
Ketika foton cahaya matahari mengenai sel surya, maka akan memicu proses fotolistrik yang memisahkan elektron dan menciptakan arus listrik. Sel surya digunakan dalam panel surya (solar panel) dan aplikasi lainnya untuk memasok listrik untuk berbagai keperluan.
Energi listrik yang dihasilkan saat siang hari akan disimpan dalam baterai sesuai kapasitas yang dibutuhkan. Sehingga saat malam hari, baterai ini yang akan menjadi sumber listriknya. Makin besar kapasitas daya tampung baterai maka makin banyak cadangan listrik yang bisa digunakan.
Fungsi Solar Cell
Fungsi utama sel surya adalah sebagai sumber daya listrik alternatif. Dapat dimanfaatkan baik untuk rumah tangga hingga pembangkit listrik besar. Sel surya merupakan teknologi energi terbarukan yang berperan penting dalam mengurangi emisi karbon dan ketergantungan pada sumber energi fosil.
Kini penggunaan panel sel surya sudah dimanfaatkan sebagai sumber energi listrik pada banyak lokasi yang sulit dijangkau jaringan kabel PLN. Baik karena lokasinya terpencil atau biayanya menjadi terlalu mahal untuk pemasangannya.
Manfaat Menggunakan Solar Cell
Perlu disadari bahwa ada banyak sekali manfaat penggunaan sel surya. Apalagi saat ini di mana energi fosil bisa menimbulkan polusi dan bisa habis pada suatu waktu. Berikut ini adalah beberapa manfaatnya:
1. Ramah Lingkungan
Disebut demikian karena penggunaan sel surya tidak akan mengakibatkan polusi atau menghasilkan gas rumah kaca. Juga mengurangi emisi karbon akibat penggunaan energi fosil. Apalagi sumber dayanya berasal dari matahari yang terus terbarukan untuk jangka panjang.
2. Bisa Disesuaikan
Maksudnya adalah besaran dan lokasinya bisa disesuaikan. Bisa dipasang di mana saja, tidak mensyaratkan suatu daerah tertentu. Termasuk juga besaran atau ukuran panel sel tersebut. Bisa kecil untuk pemakaian sendiri, namun mampu melayani kebutuhan tinggi.
3. Biaya Operasional Rendah
Biaya terbesar adalah saat pembelian dan pemasangan pertama kali. Namun setelah terpasang dan berfungsi baik, boleh dikatakan rendah sekali biaya operasionalnya. Khususnya karena sumber dayanya gratis, sehingga hanya membutuhkan sedikit biaya untuk perawatan perangkatnya saja.
4. Kemandirian Energi
Banyak orang yang memasang panel sel surya di atap kendaraan yang digunakan sebagai tempat tinggal sebagai sumber listrik alternatif sehari-hari. Namun amat berguna bagi lokasi terpencil yang sulit dijangkau jaringan kabel listrik biasa.
Dengan memiliki panel sel surya, lokasi tersebut bisa mandiri dalam mencukupi kebutuhan akan energi listrik. Karena tidak membutuhkan dukungan PLN sebagai sumber penyedia listrik.
Cara Kerja Solar Cell
Sel surya bekerja dengan prinsip fotolistrik, yaitu konversi energi cahaya matahari menjadi energi listrik. Berikut adalah cara kerjanya:
1. Penyerapan Cahaya Matahari
Sel surya terbuat dari bahan semikonduktor seperti silikon yang memiliki dua lapisan yang berbeda dengan muatan positif dan negatif. Ketika cahaya matahari jatuh pada sel surya, foton dalam cahaya menyerang elektron dalam lapisan semikonduktor.
2. Pemisahan Elektron
Interaksi antara foton dengan elektron melepaskan elektron dari ikatannya. Ini menciptakan pasangan elektron dan lubang di dalam lapisan semikonduktor.
3. Pembuatan Aliran Listrik
Pasangan elektron dan lubang menghasilkan arus listrik. Elektron yang terlepas bergerak ke lapisan n yang memiliki muatan negatif, sementara lubang bergerak ke lapisan p yang memiliki muatan positif. Ini menciptakan aliran arus listrik melalui sel surya.
4. Pengumpulan dan Penghubung
Aliran listrik yang dihasilkan oleh sel surya dikumpulkan dan dihubungkan ke rangkaian luar, seperti kabel dan inverter, yang mengubah arus searah (DC) menjadi arus bolak-balik (AC) yang dapat digunakan untuk sumber daya listrik rumah atau grid.
Material Pembuatan Solar Cell
Sel surya terbuat dari material semikonduktor yang memiliki sifat khusus untuk menghasilkan fotolistrik. Beberapa material yang umumnya digunakan dalam pembuatan sel surya meliputi:
1. Silikon
Silikon adalah bahan yang paling umum digunakan dalam pembuatan solar cell. Ada dua jenis silikon yang sering digunakan: silikon kristalin (c-Si) dan silikon amorf (a-Si). Silikon kristalin lebih efisien tetapi lebih mahal, sementara silikon amorf lebih murah tetapi kurang efisien.
2. Telurida Kadmium (CdTe)
Telurida kadmium adalah alternatif yang lebih murah dan mudah diproduksi. Telurida kadmium memiliki efisiensi yang baik dan digunakan dalam sel surya tipe film tipis.
3. Selenida Tembaga-Indium-Gallium (CIGS)
CIGS juga merupakan jenis film tipis yang memiliki potensi efisiensi tinggi. Umumnya lebih ringan dan fleksibel.
4. Perovskit
Material perovskit adalah inovasi relatif baru dalam sel surya. Jenis ini menawarkan potensi efisiensi tinggi, mudah diproduksi, dan biaya yang lebih rendah.
5. Sel Organik
Sel organik menggabungkan material organik dan semikonduktor untuk menghasilkan sel surya yang fleksibel dan murah.
6. Gravit Karbon
Digunakan dalam jenis sel surya yang berbasis grafit karbon, yang bersifat fleksibel dan cocok untuk aplikasi tertentu.
7. Gallium Arsenide (GaAs)
Material ini digunakan dalam sel surya tipe “multi-junction”, yang dapat menghasilkan efisiensi yang sangat tinggi dan digunakan dalam aplikasi luar angkasa dan militer.
Biaya Pemasangan Panel Surya
Ada beberapa hal yang umum dipertimbangkan dalam menghitung biaya pemasangan panel sel surya. Berikut ini adalah pembahasannya:
- Ukuran panel: makin besar ukurannya tentu akan meningkatkan biaya pemasangannya.
- Kualitas panel: kualitas tinggi biasanya akan lebih mahal.
- Bahan dan peralatan: pemilihan bahan dan peralatan yang digunakan saat pemasangan juga mempengaruhi harganya. Bahan yang bagus akan lebih mahal biayanya.
- Lokasi pemasangan: pemasangan yang dilakukan di lokasi yang sulit dijangkau tentunya akan memperbesar biayanya.
Meski pertimbangan di atas sangat mempengaruhi biaya pemasangan secara keseluruhan, namun secara umum kisaran biayanya adalah sebagai berikut:
- Biaya per meter persegi antara Rp3.000.000 hingga Rp5.000.000.
- Untuk kebutuhan rumah tangga dengan konsumsi listrik sedang, umumnya menggunakan panel surya sebesar 1 kWp – 5 kWp. Biayanya secara umum antara Rp10.000.000 dan bisa mencapai hingga Rp50.000.000.-
Sekali lagi, biaya tersebut adalah biaya kisaran secara umum. Untuk biaya pastinya harus mempertimbangkan hal-hal yang disebutkan di atas.
Kesimpulan
Solar cell adalah inovasi penting dalam upaya menghasilkan energi listrik terbarukan. Dengan kemampuan mengonversi cahaya matahari menjadi listrik, sel surya membantu mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil dan mengurangi dampak lingkungan.
Perkembangan teknologi dan peningkatan efisiensi membuat sel surya semakin terjangkau. Sehingga bisa menciptakan masa depan yang berkelanjutan dan ramah lingkungan sambil menyediakan sumber energi yang bersih untuk berbagai keperluan.
